Instrumentationsforstærker

Fra Holstebro HTX Wiki
Skift til: navigering, søgning

Instrumentationsforstærkeren bruges til at forstærke meget små spændinger op. Typisk med en forstærkning på 100 - 10.000 gange.

Instrumentationsforstærkeren forstærker forskellen mellem input og output signalerne, og frasortere det signal der er fælles for input signalerne (Common Mode).

InstrumentationsforstarkerKredslob.png

Man kan sige det er en udbygget version af differensforstærkeren, med den forskel at:

  • Indgangsimpedansen for begge indgange går mod ∞.
  • CM (Common Mode) undertrykkelsen er væsentligt større.
  • Forstærkningen kan justeres vha. en enkelt modstand.


Beregning

A3 er en differensforstærker, som kan beregnes med nedstående formel:

A3formel.png

A1 og A2 er ikke-inverterede forstærkere (derfor går indgangsimpedansen mod ∞) Forstærkningen for det differentielle indgangs-signal:

A12formel .png

Common Mode spændingsforstærkningen er givet ved:

ACMformel.png

Derfor kan den samlede differentielle forstærkning udledes til denne formel:

AVDformel.png

Under differentiel udstyring vil midtpunktet på R1 ligge signalmæssigt på stelniveau så kun ½*R1 er aktiv som bundmodstand i modkoblingsnetværket for A1 hhv. A2. Derfor er R2 multipliceret med 2. Udledningen af dette forhold er beregnet i dokumentet nederst på siden.

Instrumentationsforstærkeren giver en markant forbedring i Common Mode undertrykkelsen, i forhold til en differensforstærker, pga. at signalet ikke fordeles på stel. En instrumentationsforstærker bruges derfor ofte i kredsløb hvor præcision og stabilitet er vigtigt. Det giver også mulighed for at variere forstærkningen udfra en enkelt afhængig modstand R1.

Udledning af den ikke-inverterende del

Ligningen for den ikke-inverterende del, kan ses i denne pdf.