Isang amplifier ng kagamitan ay isang uri ng IC (integrated circuit) , pangunahin na ginagamit para sa pagpapalakas ng isang senyas. Ang amplifier na ito ay nasa ilalim ng pamilya ng pagkakaiba-iba ng amplifier dahil pinapataas nito ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang mga input. Ang pangunahing pag-andar ng amplifier na ito ay upang bawasan ang sobrang ingay na pinili ng circuit. Ang kakayahang tanggihan ang ingay ay pamilyar sa bawat mga IC pin na kilala bilang CMRR (ratio ng pagtanggi sa karaniwang-mode) . Ang instrumento amplifier IC ay isang mahalagang sangkap sa pagdidisenyo ng circuit dahil sa mga katangian nito tulad ng mataas na CMRR, ang open-loop gain ay mataas, mababang drift pati na rin ang mababang DC offset, atbp.

Ano ang isang Instrumentation Amplifier?

Ginagamit ang isang amplifier ng instrumento upang palakasin ang napakababang antas ng mga signal, tinatanggihan ang mga signal ng ingay at pagkagambala. Ang mga halimbawa ay maaaring mga tibok ng puso, presyon ng dugo, temperatura, lindol at iba pa. Samakatuwid, ang mahahalagang katangian ng isang mahusay na amplifier ng instrumento ay ang mga sumusunod.

Mga input sa mga amplifier ng instrumento ay magkakaroon ng napakababang lakas ng signal. Samakatuwid ang amplifier ng kagamitan ay dapat magkaroon ng mataas na pakinabang at dapat na tumpak.
Ang pakinabang ay dapat na madaling maiakma gamit ang isang solong kontrol.
Dapat itong magkaroon ng High Input Impedance at Mababang Output Impedance upang maiwasan ang pag-load.
Ang amplifier ng Instrumentation ay dapat magkaroon ng Mataas na CMRR mula noon ang transducer ang output ay karaniwang maglalaman ng mga karaniwang signal ng mode tulad ng ingay kapag naipadala sa mahabang mga wire.
Dapat din itong magkaroon ng isang Mataas na Slew Rate upang mahawakan ang matalim na pagtaas ng mga oras ng mga kaganapan at magbigay ng isang maximum na hindi nababagabag na output boltahe swing.

Instrumentation Amplifier gamit ang Op Amp

Ang gamit ng amplifier gamit ang op-amp circuit ay ipinapakita sa ibaba. Ang op-amps Ang 1 & 2 ay mga non-inverting amplifier at ang op-amp 3 ay a pagkakaiba-iba ng amplifier . Ang tatlong op-amp na magkasama, bumubuo ng isang amplifier ng kagamitan. Ang pangwakas na output ng Vamp ng amplifier ng instrumento ay ang pinalakas na pagkakaiba ng mga input signal na inilapat sa mga input terminal ng op-amp 3. Hayaan ang mga output ng op-amp 1 at op-amp 2 maging Vo1 at Vo2 ayon sa pagkakabanggit.

Instrumentation Amplifier gamit ang Op Amp

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

Tingnan ang yugto ng pag-input ng amplifier ng instrumento tulad ng ipinakita sa figure sa ibaba. Ang derivasyon ng amplifier ng instrumento ay tinalakay sa ibaba.

Ang potensyal sa node A ay ang input boltahe V1. Samakatuwid ang potensyal sa node B ay V1 din, mula sa virtual na maikling konsepto. Kaya, ang potensyal sa node G ay V1 din.

Ang potensyal sa node D ay ang input boltahe V2. Samakatuwid ang potensyal sa node C ay V2 din, mula sa virtual na maikli. Kaya, ang potensyal sa node H ay V2 din.

Input Stage ng Instrumentation Amplifier

Ang nagtatrabaho ng amplifier ng kagamitan ay, Sa isip na ang kasalukuyang sa input entablado op-amps ay zero. Samakatuwid ang kasalukuyang pinagdaanan ko ang resistors Ang R1, Rgain, at R1 ay mananatiling pareho.

Paglalapat Batas ni Ohm sa pagitan ng mga node E at F,

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

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

Dahil walang kasalukuyang dumadaloy sa pag-input ng mga op-amp 1 & 2, ang kasalukuyang I sa pagitan ng mga node na G at H ay maaaring ibigay bilang,

I = (VG-VH) / Rgain = (V1-V2) / Muling ibalik ……………………….(dalawa)

Mga katumbas na equation 1 at 2,

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

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

Ang output ng pagkakaiba-iba ng amplifier ay ibinibigay bilang,

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

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

Pagpapalit (Vo1 - Vo2) halaga sa equation 3, nakukuha natin

“kung paano gawing simple ang produkto ng mga kabuuan ”

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

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

Ang equation sa itaas na ito ay nagbibigay ng output boltahe ng isang instrumentation amplifier.

Ang pangkalahatang pakinabang ng amplifier ay ibinibigay ng term (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} .

Ang pangkalahatang nakuha ng boltahe ng isang amplifier ng kagamitan maaaring makontrol sa pamamagitan ng pag-aayos ng halaga ng resistor Rgain.

Ang pangkaraniwang mode signal pagpapalambing para sa instrumentation amplifier ay ibinibigay ng pagkakaiba ng amplifier.

Mga kalamangan ng Amplifier ng Instrumentation

Ang mga pakinabang ng amplifier ng kagamitan isama ang sumusunod.

Ang nakuha ng isang tatlong op-amp instrumento amplifier circuit ay maaaring madaling iba-iba sa pamamagitan ng pag-aayos ng halaga ng isang risistor lamang na Muling.
Ang nakuha ng amplifier ay nakasalalay lamang sa panlabas na resistors na ginamit.
Ang input impedance ay napakataas dahil sa mga pagsasaayos ng tagasunod ng emitter ng mga amplifier na 1 at 2
Ang output impedance ng instrumentation amplifier ay napakababa dahil sa pagkakaiba-iba ng amplifier3.
Ang CMRR ng op-amp Napakataas ng 3 at halos lahat ng karaniwang signal ng mode ay tatanggihan.

Mga aplikasyon ng Amplifier ng Instrumentation

Ang mga application ng amplifier ng instrumento isama ang sumusunod.

Pangunahing kinasasangkutan ng mga amplifier na ito kung saan kinakailangan ang kawastuhan ng mataas na pagkakaiba sa pagkita, ang lakas ay dapat mapangalagaan sa maingay na paligid, pati na rin kung saan nandoon ang mga malalaking signal ng karaniwang-mode. Ang ilan sa mga application ay
Ginagamit ang mga amplifier ng instrumento sa pagkuha ng data mula sa maliit o / p mga transduser gusto thermocouples , mga gauge ng salaan, pagsukat ng Tulay ng Wheatstone , atbp.
Ang mga amplifier na ito ay ginagamit sa pag-navigate, medikal, radar, atbp.
Ang mga amplifier na ito ay ginagamit upang mapagbuti ang S / N ratio ( signal sa ingay ) sa mga audio application tulad ng audio signal na may mababang amplitude.
Ang mga amplifier na ito ay ginagamit para sa imaging pati na rin ang pagkuha ng data ng video sa pagkondisyon ng high-speed signal.
Ang mga ito mga amplifier ay ginagamit sa mga RF cable system para sa pagpapalaki ng signal na may mataas na dalas.

Pagkakaiba sa pagitan ng Operational Amplifier at Instrumentation Amplifier

Ang mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng pagpapatakbo ng amplifier at instrumentation amplifier ay kasama ang sumusunod.

Isang pagpapatakbo amplifier (op-amp) ay isang uri ng isang integrated circuit
Ang amplifier ng instrumentation ay isang uri ng kaugaliang amplifier
Maaaring maitayo ang amplifier ng instrumento na may tatlong mga amplifier ng pagpapatakbo.
Ang pagkakaiba-iba ng amplifier ay maaaring itayo sa isang solong pagpapatakbo amplifier .
Ang output boltahe ng pagkakaiba-iba ng amplifier ay maaapektuhan dahil sa hindi pagtutugma ng resistors
Nag-aalok ang amplifier ng instrumento ng pakinabang na may isang solong risistor ng pangunahing bahagi nito na hindi nangangailangan ng pagtutugma ng resistor.

Kaya, ito ay tungkol sa an amplifier ng kagamitan . Mula sa impormasyon sa itaas, sa wakas, maaari nating tapusin na ito ay isang mahalagang integrated circuit habang nakikipag-usap sa mga kondisyong mababa ang boltahe. Ang pakinabang ng amplifier ay maaaring mabago sa pamamagitan ng pagbabago ng mga resistors sa input na bahagi. Ang amplifier na ito ay may mataas na paglaban sa input pati na rin ang mataas na CMRR. Narito ang isang katanungan para sa iyo, ano ang pangunahing pag-andar ng isang instrumentation amplifier?