An přístrojový zesilovač je jeden druh IC (integrovaný obvod) , používá se hlavně pro zesílení signálu. Tento zesilovač spadá do rodiny diferenciálního zesilovače, protože zvyšuje disparitu mezi dvěma vstupy. Hlavní funkcí tohoto zesilovače je snížit přebytečný šum, který je vybrán obvodem. Schopnost odmítnout hluk je známá všem pinům IC, které jsou známé jako CMRR (poměr odmítnutí v běžném režimu) . The integrovaný obvod zesilovače instrumentace je základním prvkem při navrhování obvodu kvůli jeho charakteristikám, jako je vysoký CMRR, zisk v otevřené smyčce je vysoký, nízký drift, stejně jako nízký DC offset atd.

Co je přístrojový zesilovač?

K zesílení signálů velmi nízké úrovně se používá přístrojový zesilovač, který potlačuje šum a interferenční signály. Příkladem mohou být srdeční rytmy, krevní tlak, teplota, zemětřesení atd. Proto jsou základní charakteristiky dobrého přístrojového zesilovače následující.

Vstupy do přístrojové zesilovače bude mít velmi nízkou energii signálu. Proto by měl mít přístrojový zesilovač vysoký zisk a měl by být přesný.
Zisk by měl být snadno nastavitelný pomocí jediného ovladače.
Musí mít vysokou vstupní a nízkou výstupní impedanci, aby se zabránilo načítání.
Přístrojový zesilovač by od té doby měl mít High CMRR převodník výstup bude obvykle obsahovat signály v běžném režimu, jako je šum při přenosu přes dlouhé vodiče.
Musí také mít vysokou rychlost vypnutí, aby zvládla prudké doby náběhu událostí a poskytovala maximální nezkreslený výkyv výstupního napětí.

Přístrojový zesilovač využívající operační zesilovač

The přístrojový zesilovač pomocí obvod op-amp je zobrazen níže. The operační zesilovače 1 a 2 jsou neinvertující zesilovače a operační zesilovač 3 je a rozdílový zesilovač . Tyto tři operační zesilovače dohromady tvoří přístrojový zesilovač. Konečný výstup zesilovače přístrojového vybavení Vout je zesílený rozdíl vstupních signálů přiváděných na vstupní svorky operačního zesilovače 3. Nechť výstupy operačního zesilovače 1 a op-zesilovače 2 jsou Vo1 a Vo2.

Přístrojový zesilovač využívající operační zesilovač

Pak, Vout = (R3 / R2) (Vo1-Vo2)

Podívejte se na vstupní stupeň přístrojového zesilovače, jak je znázorněno na obrázku níže. The derivace zesilovače instrumentace je diskutováno níže.

Potenciál v uzlu A je vstupní napětí V1. Potenciál v uzlu B je tedy také V1, z virtuálního krátkého konceptu. Potenciál v uzlu G je tedy také V1.

Potenciál v uzlu D je vstupní napětí V2. Potenciál v uzlu C je tedy také V2, z virtuálního zkratu. Potenciál v uzlu H je tedy také V2.

Vstupní fáze přístrojového zesilovače

The fungování přístrojového zesilovače je, V ideálním případě je proud do operačních zesilovačů vstupního stupně nulový. Proto aktuální I přes rezistory R1, Rgain a R1 zůstávají stejné.

Přihlašování Ohmův zákon mezi uzly E a F,

I = (Vo1-Vo2) / (R1 + Rgain + R1) ………………………. (1)

I = (Vo1-Vo2) / (2R1 + Rgain)

Protože na vstup operačních zesilovačů 1 a 2 neproudí žádný proud, lze proud I mezi uzly G a H zadat jako,

I = (VG-VH) / Rgain = (V1-V2) / Rgain ……………………….(dva)

Rovnice rovnic 1 a 2,

(Vo1-Vo2) / (2R1 + Rgain) = (V1-V2) / Rgain

(Vo1-Vo2) = (2R1 + Rgain) (V1-V2) / Rgain ………………………. (3)

Výstup rozdílového zesilovače je uveden jako,

Vout = (R3 / R2) (Vo1-Vo2)

Proto, (Vo1 - Vo2) = (R2 / R3) Vout

Střídání (Vo1 - Vo2) hodnotu v rovnici 3 dostaneme

“co je lambda sonda ”

(R2 / R3) Vout = (2R1 + Rgain) (V1-V2) / Rgain

tj. Vout = (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} (V1-V2)

Tato výše uvedená rovnice udává výstupní napětí přístrojového zesilovače.

Celkový zisk zesilovače je dán termínem (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} .

Celkový zisk napětí an přístrojový zesilovač lze ovládat nastavením hodnoty odporu Rgain.

Společný útlum signálu pro přístrojový zesilovač zajišťuje rozdílový zesilovač.

Výhody zesilovače instrumentace

The výhody přístrojového zesilovače zahrnout následující.

Zisk tří operačních zesilovačů instrumentace obvod zesilovače lze snadno měnit úpravou hodnoty pouze jednoho rezistoru Rgain.
Zisk zesilovače závisí pouze na použitých externích rezistorech.
Vstupní impedance je velmi vysoká kvůli konfiguracím sledovačů emitorů zesilovačů 1 a 2
Výstupní impedance přístrojového zesilovače je kvůli rozdílovému zesilovači3 velmi nízká.
CMRR operační zesilovač 3 je velmi vysoká a téměř veškerý signál společného režimu bude odmítnut.

Aplikace přístrojového zesilovače

The aplikace přístrojového zesilovače zahrnout následující.

Tyto zesilovače zahrnují hlavně tam, kde je požadována přesnost vysokého rozdílového zisku, síla musí být zachována v hlučném prostředí a také tam, kde jsou obrovské signály v běžném režimu. Některé z aplikací jsou
Přístrojové zesilovače se používají v sběr dat z malého o / p měniče jako termočlánky , tenzometry, měření Wheatstoneův most , atd.
Tyto zesilovače se používají v navigaci, lékařství, radaru atd.
Tyto zesilovače se používají k vylepšení S / N poměr ( signál k šumu ) v zvukových aplikacích, jako jsou zvukové signály s nízkou amplitudou.
Tyto zesilovače se používají k zobrazování i sběru video dat při úpravě vysokorychlostního signálu.
Tyto zesilovače se používají v kabelových systémech RF pro zesílení vysokofrekvenčního signálu.

Rozdíl mezi operačním zesilovačem a přístrojovým zesilovačem

Mezi klíčové rozdíly mezi operačním zesilovačem a přístrojovým zesilovačem patří následující.

An operační zesilovač (operační zesilovač) je jeden druh integrovaného obvodu
Přístrojový zesilovač je jeden typ diferenciálního zesilovače
Instrumentační zesilovač lze postavit se třemi operačními zesilovači.
Diferenciální zesilovač může být sestaven s jediným operační zesilovač .
Výstupní napětí rozdílového zesilovače bude ovlivněno kvůli neshodným odporům
Přístrojový zesilovač nabízí zisk s jediným rezistorem jeho primární fáze, který nepotřebuje přizpůsobení rezistoru.

Jedná se tedy o vše o přístrojový zesilovač . Z výše uvedených informací nakonec můžeme usoudit, že se jedná o základní integrovaný obvod při řešení podmínek nízkého napětí. Zisk zesilovače lze změnit změnou odporů na vstupní straně. Tento zesilovač má vysoký vstupní odpor i vysoký CMRR. Zde je otázka pro vás, jaká je hlavní funkce přístrojového zesilovače?