An instrumentinis stiprintuvas yra vienos rūšies IC (integrinis grandynas) , daugiausia naudojamas signalo stiprinimui. Šis stiprintuvas priskiriamas diferencialinio stiprintuvo šeimai, nes padidina dviejų įėjimų skirtumus. Pagrindinė šio stiprintuvo funkcija yra sumažinti perteklinį triukšmą, kurį pasirenka grandinė. Gebėjimas atsisakyti triukšmo yra žinomas kiekvienam IC kaiščiui, kuris yra žinomas kaip CMRR (bendro režimo atmetimo santykis) . The instrumentų stiprintuvo IC yra esminis komponentas projektuojant grandinę dėl savo savybių, tokių kaip didelis CMRR, atviros kilpos stiprinimas yra didelis, mažas dreifas, taip pat mažas nuolatinės srovės poslinkis ir kt.

Kas yra instrumentų stiprintuvas?

Instrumentinis stiprintuvas naudojamas stiprinti labai žemo lygio signalus, atmetant triukšmo ir trukdžių signalus. Tai gali būti širdies plakimas, kraujospūdis, temperatūra, žemės drebėjimai ir pan. Todėl esminės gero instrumentinio stiprintuvo charakteristikos yra šios.

Įvestys į instrumentų stiprintuvai turės labai mažai signalo energijos. Todėl prietaisų stiprintuvas turėtų būti labai stiprus ir tikslus.
Pelnas turėtų būti lengvai reguliuojamas naudojant vieną valdiklį.
Tam, kad būtų išvengta apkrovos, turi būti didelė įėjimo ir mažos išėjimo varža.
Nuo to laiko prietaisų stiprintuvas turėtų turėti aukštą CMRR daviklis išvestyje paprastai bus bendro režimo signalai, tokie kaip triukšmas, kai jie perduodami ilgais laidais.
Jis taip pat turi turėti aukštą posūkio greitį, kad būtų galima valdyti staigų įvykių kilimo laiką ir užtikrinti maksimalų neiškraipytą išėjimo įtampos svyravimą.

Instrumentų stiprintuvas naudojant „Op Amp“

The instrumentinis stiprintuvas naudojant op-amp grandinė yra parodyta žemiau. The op-stiprintuvai 1 ir 2 yra ne invertuojantys stiprintuvai, o op-amp 3 yra a skirtumo stiprintuvas . Šie trys op-amperai kartu sudaro instrumentų stiprintuvą. Galutinis instrumentinio stiprintuvo išėjimas „Vout“ yra sustiprintas įvesties signalų, taikomų op-amp 3 įvesties gnybtams, skirtumas. Tegul op-amp 1 ir op-amp 2 išėjimai yra atitinkamai Vo1 ir Vo2.

Instrumentų stiprintuvas naudojant „Op Amp“

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

Pažvelkite į prietaisų stiprintuvo įvesties stadiją, kaip parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje. The instrumentavimo stiprintuvo išvedimas yra aptariamas toliau.

A mazgo potencialas yra įėjimo įtampa V1. Vadinasi, B mazgo potencialas taip pat yra V1 iš virtualios trumposios koncepcijos. Taigi potencialas mazge G taip pat yra V1.

D mazgo potencialas yra įėjimo įtampa V2. Taigi C mazgo potencialas taip pat yra V2, iš virtualaus trumpo. Taigi potencialas mazge H taip pat yra V2.

Instrumentų stiprintuvo įvesties etapas

The instrumentinio stiprintuvo veikimas yra, Idealiu atveju įėjimo pakopos srovės stipris yra nulis. Todėl dabartinis aš per rezistoriai R1, Rgain ir R1 išlieka tie patys.

Taikymas Ohmo įstatymas tarp mazgų E ir F,

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

Aš = (Vo1-Vo2) / (2R1 + Rgain)

Kadangi srovė nepatenka į opampų 1 ir 2 įėjimą, srovė I tarp mazgų G ir H gali būti pateikiama kaip

Aš = (VG-VH) / Rgain = (V1-V2) / Rgain ………………………. (Du)

1 ir 2 lygčių prilyginimas,

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

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

Skirtumo stiprintuvo išvestis pateikiama kaip

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

Todėl, (Vo1 - Vo2) = (R2 / R3) Vout

Pakeitimai („Vo1“ - „Vo2“) reikšmę 3 lygtyje, gauname

“kaip padaryti elektroninį greičio reguliatorių ”

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

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

Ši aukščiau pateikta lygtis nurodo prietaisų stiprintuvo išėjimo įtampą.

Bendras stiprintuvo stiprinimas nurodomas terminu (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} .

Bendras įtampos padidėjimas instrumentinis stiprintuvas gali būti valdomas reguliuojant rezistoriaus Rgain vertę.

Instrumentų stiprintuvo bendrą režimo signalo slopinimą užtikrina skirtumų stiprintuvas.

Prietaisų stiprintuvo privalumai

The instrumentinio stiprintuvo privalumai įtraukti šiuos dalykus.

Trijų op-ampų stiprinimas instrumentavimas stiprintuvo grandinė galima lengvai keisti reguliuojant tik vieno rezistoriaus Rgain vert.
Stiprintuvo stiprinimas priklauso tik nuo naudojamų išorinių rezistorių.
Įvesties varža yra labai didelė dėl 1 ir 2 stiprintuvų emiterio sekėjo konfigūracijų
Prietaiso stiprintuvo išėjimo varža yra labai maža dėl skirtingo stiprintuvo3.
CMRR op-amp 3 yra labai didelis ir beveik visas įprasto režimo signalas bus atmestas.

Prietaisų stiprintuvo programos

The prietaisų stiprintuvo programos įtraukti šiuos dalykus.

Šie stiprintuvai daugiausia ten, kur reikalingas didelio diferencinio stiprinimo tikslumas, stiprumas turi būti išsaugotas triukšmingoje aplinkoje, taip pat ten, kur yra didžiuliai bendro režimo signalai. Kai kurios programos yra
Instrumentų stiprintuvai naudojami duomenų rinkimas iš mažų o / p davikliai Kaip termoporos , deformacijos matuokliai, matavimai Wheatstone tiltas ir kt.
Šie stiprintuvai naudojami navigacijos, medicinos, radarų ir kt.
Šie stiprintuvai naudojami S / N santykis ( signalas į triukšmą ) garso programose, tokiose kaip mažos amplitudės garso signalai.
Šie stiprintuvai naudojami vaizdavimui, taip pat vaizdo duomenims kaupti, norint kondicionuoti greitą signalą.
Šie stiprintuvai yra naudojami radijo dažnių kabelių sistemose aukšto dažnio signalui sustiprinti.

Skirtumas tarp operacinio stiprintuvo ir prietaisų stiprintuvo

Pagrindiniai operacinio stiprintuvo ir instrumentinio stiprintuvo skirtumai yra šie.

An operacinis stiprintuvas (op-amp) yra vienos rūšies integrinis grandynas
Instrumentinis stiprintuvas yra vienos rūšies diferencialinis stiprintuvas
Instrumentinis stiprintuvas gali būti pastatytas iš trijų operacinių stiprintuvų.
Diferencialinis stiprintuvas gali būti pastatytas vienu operacinis stiprintuvas .
Skirtingo stiprintuvo išėjimo įtampa nukenčia dėl neatitikimo rezistorių
Instrumentų stiprintuvas siūlo vieną pagrindinės fazės rezistorių, kuriam nereikia suderinti rezistoriaus.

Taigi, visa tai yra apie instrumentinis stiprintuvas . Pagal aukščiau pateiktą informaciją galiausiai galime padaryti išvadą, kad tai yra esminis integruotasis grandynas, dirbant su žemos įtampos sąlygomis. Stiprintuvo stiprinimą galima pakeisti keičiant rezistorius įėjimo pusėje. Šis stiprintuvas turi didelę įėjimo varžą, taip pat aukštą CMRR. Štai jums klausimas, kokia yra pagrindinė instrumentinio stiprintuvo funkcija?