Co to jest wzmacniacz oprzyrządowania? Schemat obwodu, zalety i zastosowania

Wypróbuj Nasz Instrument Do Eliminowania Problemów





Na wzmacniacz oprzyrządowania jest jednym z rodzajów IC (układ scalony) , używany głównie do wzmacniania sygnału. Ten wzmacniacz należy do rodziny wzmacniaczy różnicowych, ponieważ zwiększa dysproporcje między dwoma wejściami. Główną funkcją tego wzmacniacza jest redukcja nadwyżek szumów wybieranych przez obwód. Zdolność do odrzucania szumów jest znana wszystkim pinom IC, które są znane jako CMRR (współczynnik odrzucenia w trybie wspólnym) . Plik wzmacniacz oprzyrządowania IC jest istotnym elementem w projektowaniu obwodu ze względu na jego właściwości, takie jak wysoki CMRR, wzmocnienie w otwartej pętli jest wysokie, niski dryft, a także niskie przesunięcie DC itp.

Co to jest wzmacniacz oprzyrządowania?

Wzmacniacz oprzyrządowania służy do wzmacniania sygnałów o bardzo niskim poziomie, odrzucając szumy i sygnały interferencyjne. Przykładami mogą być bicie serca, ciśnienie krwi, temperatura, trzęsienia ziemi i tak dalej. Dlatego podstawowe cechy dobrego wzmacniacza instrumentacyjnego są następujące.




  • Wejścia do wzmacniacze oprzyrządowania będzie miał bardzo niską energię sygnału. Dlatego wzmacniacz oprzyrządowania powinien mieć duże wzmocnienie i powinien być dokładny.
  • Wzmocnienie powinno być łatwo regulowane za pomocą jednego pokrętła.
  • Musi mieć wysoką impedancję wejściową i niską impedancję wyjściową, aby zapobiec obciążeniu.
  • Od tego czasu wzmacniacz Instrumentation powinien mieć wysoki CMRR przetwornik wyjście zwykle zawiera sygnały trybu wspólnego, takie jak szum, gdy są przesyłane długimi przewodami.
  • Musi również mieć wysoką szybkość narastania, aby poradzić sobie z gwałtownymi czasami narastania zdarzeń i zapewnić maksymalne niezniekształcone wahania napięcia wyjściowego.

Wzmacniacz oprzyrządowania wykorzystujący wzmacniacz operacyjny

Plik wzmacniacz oprzyrządowania za pomocą obwód wzmacniacza operacyjnego pokazano poniżej. Plik wzmacniacze operacyjne 1 i 2 to wzmacniacze nieodwracające, a wzmacniacz operacyjny 3 to wzmacniacze wzmacniacz różnicowy . Te trzy wzmacniacze operacyjne razem tworzą wzmacniacz instrumentalny. Końcowe wyjście wzmacniacza oprzyrządowania Vout to wzmocniona różnica sygnałów wejściowych przyłożonych do zacisków wejściowych wzmacniacza operacyjnego 3. Niech wyjścia wzmacniacza operacyjnego 1 i 2 będą miały odpowiednio wartość Vo1 i Vo2.

Wzmacniacz oprzyrządowania wykorzystujący wzmacniacz operacyjny

Wzmacniacz oprzyrządowania wykorzystujący wzmacniacz operacyjny



Następnie, Vout = (R3 / R2) (Vo1-Vo2)

Spójrz na stopień wejściowy wzmacniacza oprzyrządowania, jak pokazano na poniższym rysunku. Plik wyprowadzenie wzmacniacza oprzyrządowania omówiono poniżej.

Potencjał w węźle A to napięcie wejściowe V1. Stąd potencjał w węźle B jest również V1, z wirtualnego krótkiego pojęcia. Zatem potencjał w węźle G również wynosi V1.


Potencjał w węźle D to napięcie wejściowe V2. Stąd potencjał w węźle C jest również V2, z wirtualnego skrótu. Zatem potencjał w węźle H również wynosi V2.

Stopień wejściowy wzmacniacza oprzyrządowania

Stopień wejściowy wzmacniacza oprzyrządowania

Plik działanie wzmacniacza oprzyrządowania jest, w idealnym przypadku prąd do wzmacniaczy operacyjnych stopnia wejściowego wynosi zero. Dlatego prąd przechodzę rezystory R1, Rgain i R1 pozostają takie same.

Stosowanie Prawo Ohma między węzłami E i F,

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

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

Ponieważ żaden prąd nie płynie na wejście wzmacniaczy operacyjnych 1 i 2, prąd I między węzłami G i H można podać jako,

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

Zrównanie równań 1 i 2,

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

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

Moc wyjściowa wzmacniacza różnicowego jest podana jako:

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

W związku z tym, (Vo1 - Vo2) = (R2 / R3) Vout

Zastępowanie (Vo1 - Vo2) wartość w równaniu 3, otrzymujemy

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

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

Powyższe równanie podaje napięcie wyjściowe wzmacniacza oprzyrządowania.

Całkowity zysk wzmacniacza jest określony terminem (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} .

Ogólny wzrost napięcia w wzmacniacz oprzyrządowania można kontrolować, dostosowując wartość rezystora Rgain.

Tłumienie sygnału w trybie wspólnym dla wzmacniacza oprzyrządowania zapewnia wzmacniacz różnicowy.

Zalety wzmacniacza oprzyrządowania

Plik zalety wzmacniacza oprzyrządowania obejmują następujące elementy.

  • Wzmocnienie trzech wzmacniaczy operacyjnych oprzyrządowanie obwód wzmacniacza można łatwo zmieniać, dostosowując wartość tylko jednego rezystora Rgain.
  • Wzmocnienie wzmacniacza zależy tylko od zastosowanych rezystorów zewnętrznych.
  • Impedancja wejściowa jest bardzo wysoka ze względu na konfiguracje wtórnika emitera wzmacniaczy 1 i 2
  • Impedancja wyjściowa wzmacniacza pomiarowego jest bardzo niska ze względu na wzmacniacz różnicowy3.
  • CMRR wzmacniacz operacyjny 3 jest bardzo wysoka i prawie cały sygnał trybu wspólnego zostanie odrzucony.

Zastosowania wzmacniacza oprzyrządowania

Plik zastosowania wzmacniacza oprzyrządowania obejmują następujące elementy.

  • Wzmacniacze te są stosowane głównie tam, gdzie wymagana jest dokładność dużego wzmocnienia różnicowego, siła musi być zachowana w hałaśliwym otoczeniu, a także tam, gdzie występują duże sygnały w trybie wspólnym. Niektóre aplikacje są
  • Wzmacniacze oprzyrządowania są używane w pozyskiwanie danych od małego o / p przetworniki lubić termopary , tensometry, pomiary Most Wheatstone'a itp.
  • Wzmacniacze te są używane w nawigacji, medycynie, radarach itp.
  • Te wzmacniacze służą do wzmocnienia Stosunek S / N ( sygnał do szumu ) w zastosowaniach audio, takich jak sygnały audio o niskiej amplitudzie.
  • Wzmacniacze te są używane do obrazowania, a także do akwizycji danych wideo w kondycjonowaniu szybkiego sygnału.
  • Te wzmacniacze są stosowane w systemach kablowych RF do wzmacniania sygnału o wysokiej częstotliwości.

Różnica między wzmacniaczem operacyjnym a wzmacniaczem oprzyrządowania

Kluczowe różnice między wzmacniaczem operacyjnym a wzmacniaczem oprzyrządowania obejmują następujące elementy.

  • Na wzmacniacz operacyjny (op-amp) to jeden rodzaj układu scalonego
  • Wzmacniacz oprzyrządowania to jeden rodzaj wzmacniacza różnicowego
  • Wzmacniacz oprzyrządowania może być zbudowany z trzema wzmacniaczami operacyjnymi.
  • Wzmacniacz różnicowy można zbudować z pojedynczym wzmacniacz operacyjny .
  • Na napięcie wyjściowe wzmacniacza różnicowego wpływa niedopasowanie rezystorów
  • Wzmacniacz oprzyrządowania zapewnia wzmocnienie z pojedynczym rezystorem fazy pierwotnej, który nie wymaga dopasowania rezystora.

Tak więc chodzi o plik wzmacniacz oprzyrządowania . Na podstawie powyższych informacji możemy wreszcie wywnioskować, że jest to niezbędny układ scalony w warunkach niskiego napięcia. Wzmocnienie wzmacniacza można zmienić, zmieniając rezystory po stronie wejściowej. Ten wzmacniacz ma wysoką rezystancję wejściową, a także wysoki współczynnik CMRR. Oto pytanie do Ciebie, jaka jest główna funkcja wzmacniacza oprzyrządowania?