An prístrojový zosilňovač je jeden druh IC (integrovaný obvod) , používa sa hlavne na zosilnenie signálu. Tento zosilňovač patrí do rodiny diferenciálneho zosilňovača, pretože zvyšuje rozdiely medzi dvoma vstupmi. Hlavnou funkciou tohto zosilňovača je znížiť prebytočný šum, ktorý je vybraný obvodom. Schopnosť odmietnuť hluk poznajú všetky piny IC, ktoré sú známe ako CMRR (pomer odmietnutia v bežnom režime) . The prístrojový zosilňovač IC je základnou súčasťou pri navrhovaní obvodu kvôli jeho charakteristikám, ako je vysoký CMRR, zisk v otvorenej slučke je vysoký, nízky drift, ako aj nízky DC offset atď.
Čo je prístrojový zosilňovač?
Na zosilnenie signálov veľmi nízkej úrovne sa používa prístrojový zosilňovač, ktorý eliminuje šum a interferenčné signály. Príkladom môžu byť tlkot srdca, krvný tlak, teplota, zemetrasenie atď. Preto sú základné charakteristiky dobrého prístrojového zosilňovača nasledujúce.
- Vstupy do prístrojové zosilňovače bude mať veľmi nízku energiu signálu. Preto by prístrojový zosilňovač mal mať vysoký zisk a mal by byť presný.
- Zisk by mal byť ľahko nastaviteľný pomocou jedného ovládača.
- Musí mať vysokú vstupnú a nízku výstupnú impedanciu, aby sa zabránilo načítaniu.
- Odvtedy by prístrojový zosilňovač mal mať vysoký CMRR prevodník výstup bude zvyčajne obsahovať signály v bežnom režime, napríklad šum, keď sa prenáša cez dlhé vodiče.
- Musí tiež mať vysokú rýchlosť otáčania, aby zvládla prudké doby nábehu udalostí a poskytovala maximálny neskreslený výkyv výstupného napätia.
Prístrojový zosilňovač využívajúci operačný zosilňovač
The prístrojový zosilňovač pomocou obvod operačného zosilňovača je zobrazené nižšie. The operačné zosilňovače 1 a 2 sú neinvertujúce zosilňovače a operačný zosilňovač 3 je a rozdielový zosilňovač . Tieto tri operačné zosilňovače spolu tvoria prístrojový zosilňovač. Konečný výstup Vout prístrojového zosilňovača Vout je zosilnený rozdiel vstupných signálov privádzaných na vstupné svorky operačného zosilňovača 3. Nech výstupy operačného zosilňovača 1 a operačného zosilňovača 2 sú Vo1 a Vo2.
Prístrojový zosilňovač využívajúci operačný zosilňovač
Potom, Vout = (R3 / R2) (Vo1-Vo2)
Pozrieť sa na vstupný stupeň prístrojového zosilňovača, ako je to znázornené na obrázku nižšie. The derivácia prístrojového zosilňovača je diskutovaná nižšie.
Potenciál v uzle A je vstupné napätie V1. Preto je potenciál v uzle B tiež V1, z virtuálneho krátkeho konceptu. Potenciál v uzle G je teda tiež V1.
Potenciál v uzle D je vstupné napätie V2. Preto je potenciál v uzle C tiež virtuálny skrat V2. Potenciál v uzle H je teda tiež V2.
Vstupná fáza prístrojového zosilňovača
The činnosť prístrojového zosilňovača je, V ideálnom prípade je prúd do operačného zosilňovača vstupného stupňa nulový. Preto prúdom prechádzam rezistory R1, Rgain a R1 zostávajú rovnaké.
Prihlasovanie Ohmov zákon medzi uzlami E a F,
I = (Vo1-Vo2) / (R1 + Zisk + R1) ………………………. (1)
I = (Vo1-Vo2) / (2R1 + Rgain)
Pretože na vstup op-zosilňovačov 1 a 2 neprúdi žiadny prúd, môže byť prúd I medzi uzlami G a H daný ako,
I = (VG-VH) / Rgain = (V1-V2) / Rgain ……………………….(dva)
Rovnica rovníc 1 a 2,
(Vo1-Vo2) / (2R1 + Rgain) = (V1-V2) / Rgain
(Vo1-Vo2) = (2R1 + Rgain) (V1-V2) / Rgain ………………………. (3)
Výstup rozdielového zosilňovača sa udáva ako,
Vout = (R3 / R2) (Vo1-Vo2)
Preto (Vo1 - Vo2) = (R2 / R3) Vout
Striedanie (Vo1 - Vo2) hodnotu v rovnici 3, dostaneme
(R2 / R3) Vout = (2R1 + Rgain) (V1-V2) / Rgain
t.j. Vout = (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} (V1-V2)
Táto vyššie uvedená rovnica udáva výstupné napätie prístrojového zosilňovača.
Celkový zisk zosilňovača je daný výrazom (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} .
Celkový zosilnenie napätia an prístrojový zosilňovač je možné riadiť nastavením hodnoty odporu Rgain.
Spoločný útlm signálu pre prístrojový zosilňovač poskytuje rozdielový zosilňovač.
Výhody prístrojového zosilňovača
The výhody prístrojového zosilňovača zahrňte nasledujúce.
- Zisk troch operačných zosilňovačov prístrojové vybavenie obvod zosilňovača možno ľahko meniť úpravou hodnoty iba jedného odporu Rgain.
- Zisk zosilňovača závisí iba od použitých externých rezistorov.
- Vstupná impedancia je veľmi vysoká kvôli konfiguráciám sledovačov emitorov zosilňovačov 1 a 2
- Výstupná impedancia prístrojového zosilňovača je veľmi nízka kvôli rozdielovému zosilňovaču3.
- CMRR operačný zosilňovač 3 je veľmi vysoká a takmer všetok signál spoločného režimu bude odmietnutý.
Aplikácie prístrojového zosilňovača
The aplikácie prístrojového zosilňovača zahrňte nasledujúce.
- Tieto zosilňovače zahŕňajú hlavne to, kde sa vyžaduje presnosť vysokého rozdielového zosilnenia, musí sa zachovať sila v hlučnom prostredí a tiež tam, kde sa nachádzajú obrovské signály v spoločnom režime. Niektoré z aplikácií sú
- Prístrojové zosilňovače sa používajú v zber dát z malého o / p meniče Páči sa mi to termočlánky , tenzometre, merania Wheatstoneov most , atď.
- Tieto zosilňovače sa používajú v navigácii, lekárstve, radare atď.
- Tieto zosilňovače sa používajú na vylepšenie Pomer S / N ( signál k šumu ) v zvukových aplikáciách, ako sú zvukové signály s nízkou amplitúdou.
- Tieto zosilňovače sa používajú na snímanie, ako aj na zber obrazových údajov pri príprave vysokorýchlostného signálu.
- Títo zosilňovače sa používajú v káblových systémoch RF na zosilnenie vysokofrekvenčného signálu.
Rozdiel medzi operačným zosilňovačom a prístrojovým zosilňovačom
Medzi kľúčové rozdiely medzi operačným zosilňovačom a prístrojovým zosilňovačom patria nasledujúce.
- An operačný zosilňovač (operačný zosilňovač) je jeden druh integrovaného obvodu
- Prístrojový zosilňovač je jedným typom diferenciálneho zosilňovača
- Prístrojový zosilňovač môže byť zostavený z troch operačných zosilňovačov.
- Diferenciálny zosilňovač môže byť zostrojený s jediným operačný zosilňovač .
- Výstupné napätie rozdielového zosilňovača bude ovplyvnené z dôvodu nesúladu rezistorov
- Prístrojový zosilňovač ponúka zisk s jediným rezistorom jeho primárnej fázy, ktorý nepotrebuje zhodu rezistorov.
Toto je teda všetko o prístrojový zosilňovač . Z vyššie uvedených informácií nakoniec môžeme vyvodiť záver, že ide o nevyhnutný integrovaný obvod pri riešení podmienok nízkeho napätia. Zisk zosilňovača je možné zmeniť zmenou rezistorov na vstupnej strane. Tento zosilňovač má vysoký vstupný odpor aj vysoké CMRR. Tu je otázka pre vás, aká je hlavná funkcia prístrojového zosilňovača?
