An instrumentacijsko pojačalo je jedna vrsta IC (integrirani krug) , uglavnom se koristi za pojačavanje signala. Ovo pojačalo potpada pod obitelj diferencijalnih pojačala jer povećava nesklad između dva ulaza. Glavna funkcija ovog pojačala je umanjiti višak šuma koji odabire krug. Sposobnost odbijanja buke poznata je svim IC pinovima koji su poznati kao CMRR (omjer odbijanja u modu) . The instrumentacijsko pojačalo IC je bitna komponenta u dizajniranju sklopa zbog svojih karakteristika poput visokog CMRR-a, pojačanje otvorene petlje je veliko, mali zanos kao i mali pomak istosmjerne struje itd.

Što je instrumentacijsko pojačalo?

Instrumentacijsko pojačalo koristi se za pojačavanje signala vrlo niske razine, odbijanje šuma i signala smetnji. Primjeri mogu biti otkucaji srca, krvni tlak, temperatura, potresi i tako dalje. Stoga su osnovne karakteristike dobrog instrumentacijskog pojačala sljedeće.

Ulazi u instrumentacijska pojačala imat će vrlo malu energiju signala. Stoga bi instrumentacijsko pojačalo trebalo imati veliko pojačanje i trebalo bi biti točno.
Pojačanje treba biti lako podesivo pomoću jedne kontrole.
Mora imati visoku ulaznu i malu izlaznu impedansu kako bi se spriječilo opterećenje.
Instrumentacijsko pojačalo trebalo bi imati visoki CMRR od pretvarač izlaz će obično sadržavati signale uobičajenog načina rada kao što je šum kad se prenose preko dugih žica.
Također mora imati visoku brzinu okretanja da bi podnio oštra vremena porasta događaja i pružio maksimalno neiskrivljeno ljuljanje izlaznog napona.

Instrumentacijsko pojačalo koje koristi Op Amp

The instrumentacijsko pojačalo pomoću op-amp krug prikazano je dolje. The op-pojačala 1 i 2 su neinvertirajuća pojačala, a op-pojačalo 3 je pojačalo razlike . Ova tri op-pojačala zajedno čine instrumentacijsko pojačalo. Konačni izlaz Vout pojačala instrumentacije je pojačana razlika ulaznih signala primijenjenih na ulazne stezaljke op-pojačala 3. Neka izlazi op-pojačala 1 i op-pojačala 2 budu Vo1 i Vo2.

Instrumentacijsko pojačalo koje koristi Op Amp

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

Pogledajte ulaznu fazu instrumentacijskog pojačala kao što je prikazano na donjoj slici. The izvođenje instrumentacijskog pojačala raspravlja se u nastavku.

Potencijal na čvoru A je ulazni napon V1. Stoga je potencijal na čvoru B također V1, iz virtualnog kratkog koncepta. Dakle, potencijal na čvoru G je također V1.

Potencijal na čvoru D je ulazni napon V2. Stoga je potencijal na čvoru C također V2, od virtualnog kratkog. Dakle, potencijal na čvoru H je također V2.

Ulazna etapa instrumentacijskog pojačala

The rad instrumentacijskog pojačala je, idealno je da struja do ulaznog stupnja op-pojačala bude nula. Stoga trenutni I kroz otpornici R1, Rgain i R1 ostaju isti.

Podnošenje zahtjeva Ohmov zakon između čvorova E i F,

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

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

Budući da na ulaz op-pojačala 1 i 2 ne teče struja, struja I između čvorova G i H može se dati kao,

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

Izjednačavajući jednadžbe 1 i 2,

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

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

Izlaz pojačala razlike daje se kao,

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

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

Zamjena (Vo1 - Vo2) vrijednost u jednadžbi 3, dobivamo

“koja je funkcija anemometra? ”

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

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

Ova gornja jednadžba daje izlazni napon instrumentacijskog pojačala.

Ukupni dobitak pojačala daje se izrazom (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} .

Ukupni naponski dobitak an instrumentacijsko pojačalo može se kontrolirati podešavanjem vrijednosti otpornika Rgain.

Uobičajeno slabljenje signala za instrumentacijsko pojačalo osigurava pojačalo razlike.

Prednosti instrumentacijskog pojačala

The prednosti instrumentacijskog pojačala uključuju sljedeće.

Dobitak od tri optička pojačala instrumentacija krug pojačala može se lako varirati podešavanjem vrijednosti samo jednog otpora Rgain.
Pojačanje pojačala ovisi samo o korištenim vanjskim otpornicima.
Ulazna impedancija je vrlo visoka zbog konfiguracija sljednika emitera pojačala 1 i 2
Izlazna impedancija instrumentacijskog pojačala je vrlo mala zbog razlike pojačala3.
CMRR sustava op-pojačalo 3 je vrlo visoka i gotovo će svi signali uobičajenog načina biti odbačeni.

Primjene instrumentacijskog pojačala

The primjene instrumentacijskog pojačala uključuju sljedeće.

Ova pojačala uglavnom uključuju tamo gdje je potrebna preciznost visokog diferencijalnog pojačanja, mora se čuvati snaga u bučnom okruženju, kao i tamo gdje su ogromni signali zajedničkog načina rada. Neke od aplikacija su
Instrumentacijska pojačala koriste se u prikupljanje podataka od malih o / str pretvarači Kao termoelementi , tenzometri, mjerenja Vitstanov most itd.
Ova pojačala koriste se u navigaciji, medicini, radaru itd.
Ova pojačala koriste se za pojačavanje Omjer S / N ( signal na buku ) u audio aplikacijama poput audio signala male amplitude.
Ova pojačala koriste se za slikanje, kao i za prikupljanje video podataka u kondicioniranju brzog signala.
Ovi pojačala koriste se u RF kabelskim sustavima za pojačavanje visokofrekventnog signala.

Razlika između operativnog pojačala i instrumentacijskog pojačala

Ključne razlike između operativnog pojačala i instrumentacijskog pojačala uključuju sljedeće.

An operacijsko pojačalo (op-pojačalo) je jedna vrsta integriranog kruga
Instrumentacijsko pojačalo je jedna vrsta diferencijalnog pojačala
Instrumentacijsko pojačalo može se graditi s tri operativna pojačala.
Diferencijalno pojačalo može se graditi s jednim operacijsko pojačalo .
Izlazni napon diferencijalnog pojačala utječe na neusklađenost otpornika
Instrumentacijsko pojačalo nudi pojačanje s jednim otpornikom svoje primarne faze kojem nije potrebno podudaranje otpornika.

Dakle, ovdje se radi o instrumentacijsko pojačalo . Iz gornjih podataka, konačno, možemo zaključiti da je ovo bitan integrirani sklop dok se bavimo niskonaponskim uvjetima. Pojačalo pojačala može se mijenjati promjenom otpornika na ulaznoj strani. Ovo pojačalo ima visoki ulazni otpor kao i visoki CMRR. Evo pitanja za vas, koja je glavna funkcija instrumentacijskog pojačala?