An instrumentasjonsforsterker er en slags IC (integrert krets) , hovedsakelig brukt til å forsterke et signal. Denne forsterkeren kommer under familien til differensialforsterkeren fordi den øker forskjellen mellom to innganger. Hovedfunksjonen til denne forsterkeren er å redusere overflødig støy som er valgt av kretsen. Kapasiteten til å nekte støy er kjent for alle IC-pinner som er kjent som CMRR (common-mode rejection ratio) . De instrumentasjonsforsterker IC er en viktig komponent i utformingen av kretsen på grunn av dens egenskaper som høy CMRR, åpen sløyfeforsterkning er høy, lav drift samt lav DC-forskyvning osv.

Hva er en instrumentasjonsforsterker?

En instrumentasjonsforsterker brukes til å forsterke signaler på veldig lavt nivå, og avviser støy og interferenssignaler. Eksempler kan være hjerteslag, blodtrykk, temperatur, jordskjelv og så videre. Derfor er de essensielle egenskapene til en god instrumentasjonsforsterker som følger.

Innganger til instrumentasjonsforsterkere vil ha veldig lav signalenergi. Derfor bør instrumentasjonsforsterkeren ha høy forsterkning og være nøyaktig.
Forsterkningen skal være lett justerbar med en enkelt kontroll.
Den må ha høy inngangsimpedans og lav utgangsimpedans for å forhindre belastning.
Instrumentasjonsforsterkeren skal ha høy CMRR siden svingeren utgang vil vanligvis inneholde vanlige modus signaler som støy når de overføres over lange ledninger.
Den må også ha en høy svinghastighet for å håndtere skarpe økningstider for hendelser og gi maksimal uforvrengt utgangsspenningssvingning.

Instrumentasjonsforsterker ved bruk av Op Amp

De instrumentasjonsforsterker ved hjelp av op-amp krets er vist nedenfor. De op-forsterkere 1 og 2 er ikke-inverterende forsterkere og op-amp 3 er en forskjell forsterker . Disse tre op-forsterkerne sammen danner en instrumentasjonsforsterker. Instrumentasjonsforsterkerens endelige utgang Vout er den forsterkede forskjellen mellom inngangssignalene som brukes på inngangsterminalene til op-amp 3. La utgangene til op-amp 1 og op-amp 2 være henholdsvis Vo1 og Vo2.

Instrumentasjonsforsterker ved bruk av Op Amp

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

Se på inngangstrinnet til instrumentasjonsforsterkeren som vist i figuren nedenfor. De instrumentasjonsforsterkeravledning er diskutert nedenfor.

Potensialet ved node A er inngangsspenningen V1. Derfor er potensialet ved node B også V1, fra det virtuelle korte konseptet. Dermed er potensialet ved node G også V1.

Potensialet ved node D er inngangsspenningen V2. Derfor er potensialet ved node C også V2, fra den virtuelle korte. Dermed er potensialet ved node H også V2.

Inngangstrinn for instrumentasjonsforsterkeren

De arbeid av instrumentasjonsforsterkeren er, ideelt sett er strømmen til inngangstrinnet op-forsterkere null. Derfor gjeldende jeg gjennom motstandene R1, Rgain og R1 forblir de samme.

Søker Ohms lov mellom nodene E og F,

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

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

Siden ingen strøm strømmer til inngangen til op-forsterkerne 1 & 2, kan strømmen I mellom nodene G og H gis som,

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

Likning ligningene 1 og 2,

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

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

Utgangen fra differensialforsterkeren er gitt som,

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

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

Erstatter (Vo1 - Vo2) verdi i ligning 3, får vi

“forskjellige brytere som brukes i husledninger ”

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

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

Denne ovenstående ligningen gir utgangsspenningen til en instrumentasjonsforsterker.

Den samlede forsterkningen av forsterkeren er gitt av begrepet (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} .

Den totale spenningsforsterkningen til en instrumentasjonsforsterker kan styres ved å justere verdien på motstanden Rgain.

Felles modus signal demping for instrumentasjonsforsterkeren er gitt av differensialforsterkeren.

Fordeler med instrumentasjonsforsterker

De fordelene med instrumentasjonsforsterkeren Inkluder følgende.

Gevinsten av en tre op-amp instrumentering forsterkerkrets kan enkelt varieres ved å justere verdien til bare en motstand Rgain.
Forsterkerens forsterkning avhenger bare av de eksterne motstandene som brukes.
Inngangsimpedansen er veldig høy på grunn av emitterfølgerkonfigurasjonene til forsterkerne 1 og 2
Utgangsimpedansen til instrumentasjonsforsterkeren er veldig lav på grunn av differanseforsterkeren3.
CMRR av op-amp 3 er veldig høy, og nesten alt vanlig modus signal vil bli avvist.

Bruk av instrumentasjonsforsterker

De applikasjoner av instrumentasjonsforsterkeren Inkluder følgende.

Disse forsterkerne involverer hovedsakelig hvor nøyaktigheten av høy differensialforsterkning er nødvendig, styrken må bevares i støyende omgivelser, så vel som der hvor store common-mode-signaler er der. Noen av applikasjonene er
Instrumentasjonsforsterkere brukes i datainnsamling fra liten o / s svingere som termoelementer , strekkmålere, målinger av Wheatstone bridge , etc.
Disse forsterkerne brukes i navigasjon, medisinsk, radar, etc.
Disse forsterkerne brukes til å forbedre S / N-forhold ( signal til støy ) i lydapplikasjoner som lydsignaler med lav amplitude.
Disse forsterkerne brukes både til bildebehandling og til opptak av videodata i kondisjonering av høyhastighetssignal.
Disse forsterkere brukes i RF-kabelsystemer for forsterkning av høyfrekvent signal.

Forskjellen mellom operasjonsforsterker og instrumentasjonsforsterker

Nøkkelforskjellene mellom operasjonsforsterkeren og instrumentasjonsforsterkeren inkluderer følgende.

An operasjonsforsterker (op-amp) er en slags integrert krets
Instrumentasjonsforsterkeren er en type differensialforsterker
Instrumentasjonsforsterker kan bygges med tre operasjonsforsterkere.
Differensialforsterkeren kan bygges med en enkelt operasjonsforsterker .
Utgangsspenningen til forskjellsforsterkeren blir påvirket på grunn av motstandene som ikke samsvarer
Instrumentasjonsforsterker gir gevinst med en enkelt motstand i sin primære fase som ikke trenger en motstandstilpasning.

Dermed handler dette om en instrumentasjonsforsterker . Av informasjonen ovenfor kan vi til slutt konkludere med at dette er en viktig integrert krets når vi arbeider med lavspenningsforhold. Forsterkerforsterkningen kan endres ved å endre motstandene på inngangssiden. Denne forsterkeren har høy inngangsmotstand så vel som høy CMRR. Her er et spørsmål til deg, hva er hovedfunksjonen til en instrumentasjonsforsterker?