Eine Instrumentierung (oder instrumentational) Verstärker ist ein Typ des Differenzialverstärkers, der mit Eingangspuffern ausgerüstet worden ist, die das Bedürfnis nach dem Eingangsscheinwiderstand-Zusammenbringen beseitigen und so den Verstärker besonders passend für den Gebrauch im Maß machen und Ausrüstung prüfen. Zusätzliche Eigenschaften schließen sehr niedrigen Gleichstrom-Ausgleich, niedrigen Antrieb, niedriges Geräusch, sehr hohe offene Schleifenverstärkung, sehr hohes Verwerfungsverhältnis der allgemeinen Weise ein, und geben sehr hoch Scheinwiderstände ein. Instrumentierungsverstärker werden verwendet, wo große Genauigkeit und Stabilität des Stromkreises sowohl kurz - als auch langfristig erforderlich sind.

Obwohl der Instrumentierungsverstärker gewöhnlich schematisch identisch zu einem Standardop-Ampere gezeigt wird, wird das elektronische Instrumentierungsampere fast immer innerlich aus 3 Op-Ampere zusammengesetzt. Diese werden eingeordnet, so dass es ein Op-Ampere gibt, um jeden Eingang (+, ), und ein zu puffern, um die gewünschte Produktion mit dem entsprechenden Scheinwiderstand zu erzeugen, der für die Funktion zusammenpasst.

Der meistens verwendete Instrumentierungsverstärker-Stromkreis wird in der Zahl gezeigt. Der Gewinn des Stromkreises ist

Der niedrigstwertige Verstärker, zusammen mit den Widerständen etikettiert und ist gerade der Standarddifferenzialverstärker-Stromkreis, mit dem Gewinn = und Differenzialeingangswiderstand = 2 ·. Die zwei Verstärker sind links die Puffer. Mit dem entfernten (offen umkreist) sind sie einfache Einheitsgewinn-Puffer; der Stromkreis wird in diesem Staat mit dem Gewinn arbeiten, der einfach dem gleich ist, und geben hoch Scheinwiderstand wegen der Puffer ein. Der Puffergewinn konnte durch das Stellen von Widerständen zwischen den Pufferumkehren-Eingängen und dem Boden vergrößert werden, um weg etwas vom negativen Feed-Back beiseite zu schieben; jedoch ist der einzelne Widerstand zwischen den zwei Umkehren-Eingängen eine viel elegantere Methode: Es vergrößert den Differenzialweise-Gewinn des Pufferpaares, während das Verlassen der allgemeinen Weise gleich 1 gewinnt. Das vergrößert das Verwerfungsverhältnis der allgemeinen Weise (CMRR) des Stromkreises und ermöglicht auch den Puffern, viel größere Signale der allgemeinen Weise zu behandeln, ohne zu klammern, als der Fall sein würde, wenn sie getrennt wären und denselben Gewinn hätten.

Ein anderer Vorteil der Methode ist, dass sie den Gewinn mit einem einzelnen Widerstand aber nicht einem Paar erhöht, so ein Widerstand vergleichendes Problem vermeidend (obwohl die zwei s verglichen werden müssen), und sehr günstig das Erlauben des Gewinns des zu ändernden Stromkreises durch das Ändern des Werts eines einzelnen Widerstands. Eine Reihe von Widerständen des Schalters-selectable oder sogar ein potentiometer können verwendet werden für, leichte Änderungen zum Gewinn des Stromkreises ohne die Kompliziertheit der Notwendigkeit zur Verfügung stellend, verglichene Paare von Widerständen zu schalten.

Der ideale Gewinn der allgemeinen Weise eines Instrumentierungsverstärkers ist Null. Im gezeigten Stromkreis wird Gewinn der allgemeinen Weise durch Fehlanpassungen in den Werten der ebenso numerierten Widerstände und durch die Fehlanpassung in allgemeinen Weise-Gewinnen der zwei Eingangsop-Ampere verursacht. Das Erreichen von sehr nah verglichenen Widerständen ist eine bedeutende Schwierigkeit, diese Stromkreise zu fabrizieren, wie die allgemeine Weise-Leistung der Eingangsop-Ampere optimiert.

Ein Instrumentierungsampere kann auch mit 2 Op-Ampere gebaut werden, um auf Kosten zu sparen und CMRR zu vergrößern, aber der Gewinn muss höher sein als 2 (+6 DB).

Instrumentierungsverstärker können mit individuellen Op-Ampere und Präzisionswiderständen gebaut werden, aber sind auch in der einheitlichen Stromkreis-Form von mehreren Herstellern (einschließlich Instrumente von Texas, Nationalen Halbleiters, Analoggeräte, Geradliniger Technologie und Sprichwortes Einheitliche Produkte) verfügbar. Ein IC Instrumentierungsverstärker enthält normalerweise nah verglichene laserzurechtgemachte Widerstände, und bietet deshalb ausgezeichnete Verwerfung der allgemeinen Weise an. Beispiele schließen AD620, MAX4194, LT1167 und INA128 ein.

Instrumentierungsverstärker können auch mit "Indirekte Architektur des Aktuellen Feed-Backs" entworfen werden, die die Betriebsreihe dieser Verstärker zur negativen Macht-Versorgungsschiene, und in einigen Fällen der positiven Macht-Versorgungsschiene erweitern. Das kann in Systemen der einzelnen Versorgung besonders nützlich sein, wo die negative Macht-Schiene einfach der Stromkreis-Boden (GND) ist. Beispiele von Teilen, die diese Architektur verwerten, sind MAX4208/MAX4209 und AD8129/AD8130.

Instrumentierungsverstärker ohne Feed-Backs ist der hohe ohne das Außenfeed-Back-Netz entworfene Eingangsscheinwiderstand-Differenzialverstärker. Das erlaubt die Verminderung der Zahl von Verstärkern (ein statt drei), reduziertes Geräusch (wird kein Thermalgeräusch durch die Feed-Back-Widerstände verursacht), und vergrößerte Bandbreite (ist keine Frequenzentschädigung erforderlich). Das Design solcher Verstärker wird hier behandelt.

Hackmesser stabilisiert (oder Nullantrieb) Instrumentierungsverstärker wie der LTC2053 verwendet Vorderende des Eingangs einer Schaltung, um Gleichstrom-Ausgleich-Fehler und Antrieb zu beseitigen.

Siehe auch

• Differenzialverstärker
• Isolierungsverstärker
• Betrieblicher Verstärker
• Betriebliche Verstärker-Anwendungen

Links

• Opamp Instrumentierungsverstärker
• Der Instrumentierungsverstärker
• Lehren In Elektrischen Stromkreisen — Band III — Der Instrumentierungsverstärker
• Eine praktische Rezension von allgemeinen Weise- und Instrumentierungsverstärkern (PDF)
• Der Instrumentierungsverstärker
• Instrumentierungsverstärker-Tutorenkurs
• Ein Handbuch eines Entwerfers zu Instrumentierungsverstärkern (3. Ausgabe)
• Drei ist eine Menge für Instrumentierungsverstärker
• Instrumentierungsverstärker-Lösungen, Stromkreise und Anwendungen
• Fester Gewinn CMOS Differenzialverstärker ohne Außenfeed-Back für eine breite Temperaturreihe (Kryogenik)