viernes, 16 de noviembre de 2012

Amplificador de Instrumentacion


AMPLIFICADOR DE INSTRUMENTACIÓN





Un amplificador de instrumentación es un tipo particular de amplificador diferencial que fue provisto de buffers de entrada, eliminando la necesidad de equiparar impedancias, lo cual lo hace un amplificador adecuado para mediciones y testeo de equipos. Posee como características adicionales tener muy bajo offset de DC, baja variación de sus parámetros con la temperatura, bajo ruido, muy alta ganancia a lazo abierto, muy alta relación de rechazo de modo común, y muy altas impedancias de entrada. Los amplificadores de instrumentación son utilizados en aplicaciones en  las que se requiere gran precisión y estabilidad a corto y largo plazo.
Se puede dividir el esquemático en dos etapas. La primera formada por un buffer con ganancia y la segunda es un  circuito restador.

A continuación analizaremos cada etapa por separado.



Ganancia de Modo Diferencial


Se calcula de forma muy sencilla la ganancia del circuito. Se supone en principio la entrada no inversora del Opamp1B  conectada a tierra, y un generador V1 conectado a la entrada no inversora del Opamp1A. En ese caso se tendrá:
Si ahora suponemos la entrada en Opamp1A conectada a tierra y aplicamos una tensión V2 a la entrada en Opamp1B,  obtendremos las siguientes salidas:
Luego por superposición se pueden obtener los Va y Vb totales:
Ahora se calcula la salida diferencial que será Va - Vb:
De aquí se puede obtener si definimos Vod = Va - Vb y Vid = V1 - V2 el valor de Avd1:
Si aquí definimos que las resistencias R1 son iguales obtenemos el valor final:


Amplificador restador




Ganancia de Modo Diferencial

Al aplicar una tensión de modo diferencial como indica la figura, Se puede obtener la ganancia del circuito como  sigue. Suponemos que el potenciómetro no está en el circuito y se tiene solo a R3B. Definimos Vx al potencial en la  entrada no inversora, el cual será:
Luego tendremos que:
De lo cual si despejamos Vo y reemplazamos Vx se obtiene:
Si se logra que los resistores R2 y R3 está en perfectamente apareados se obtiene la ganancia:


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