Penguat Instrumentasi

Apa itu Penguat Instrumentasi?

Penguat instrumentasi memungkinkan seorang insinyur untuk menyesuaikan penguatan rangkaian penguat tanpa harus mengubah lebih dari satu nilai resistor. Bandingkan ini dengan penguat diferensial, yang telah kita bahas sebelumnya, yang memerlukan penyesuaian beberapa nilai resistor.

Yang disebut instrumentasi amplifier dibangun di atas versi terakhir dari penguat diferensial untuk memberi kita kemampuan itu:

Memahami Rangkaian Penguat Instrumentasi

Sirkuit yang mengintimidasi ini dibangun dari tahap penguat diferensial buffer dengan tiga resistor baru yang menghubungkan dua sirkuit buffer bersama-sama. Anggap semua resistor memiliki nilai yang sama kecuali untuk R_gain .

Umpan balik negatif dari op-amp kiri atas menyebabkan tegangan pada titik 1 (bagian atas R_gain ) sama dengan V₁ . Demikian juga tegangan pada titik 2 (bagian bawah R_gain ) memiliki nilai yang sama dengan V₂ . Ini menghasilkan penurunan tegangan pada R_gain sama dengan perbedaan tegangan antara V₁ dan V₂ . Penurunan tegangan itu menyebabkan arus melalui R_gain , dan karena loop umpan balik dari dua op-amp input tidak menarik arus, jumlah arus yang sama melalui R_gain harus melalui dua resistor “R” di atas dan di bawahnya.

Ini menghasilkan penurunan tegangan antara titik 3 dan 4 sama dengan:

Penguat diferensial reguler di sisi kanan rangkaian kemudian mengambil penurunan tegangan ini antara titik 3 dan 4 dan menguatkannya dengan penguatan 1 (dengan asumsi lagi bahwa semua resistor “R” memiliki nilai yang sama).

Kelebihan Amplifier Instrumentasi

Meskipun ini terlihat seperti cara yang rumit untuk membangun penguat diferensial, ini memiliki keuntungan tersendiri karena memiliki impedansi masukan yang sangat tinggi pada V₁ dan V₂ input (karena terhubung langsung ke input non-pembalik dari masing-masing op-amp), dan penguatan yang dapat diatur yang dapat diatur oleh satu resistor.

Memanipulasi rumus di atas sedikit, kami memiliki ekspresi umum untuk penguatan tegangan keseluruhan dalam penguat instrumentasi:

Meskipun mungkin tidak jelas dengan melihat skema, kita dapat mengubah penguatan diferensial penguat instrumentasi hanya dengan mengubah nilai satu resistor:R_gain .

Ya, kami masih dapat mengubah penguatan keseluruhan dengan mengubah nilai beberapa resistor lain, tetapi ini memerlukan seimbang nilai resistor berubah agar rangkaian tetap simetris. Harap dicatat bahwa gain serendah mungkin dengan rangkaian di atas diperoleh dengan R_gain benar-benar terbuka (resistensi tak terbatas), dan nilai gain itu adalah 1.

TINJAUAN:

• Sebuah penguat instrumen adalah rangkaian op-amp diferensial yang menyediakan impedansi masukan tinggi dengan kemudahan penyesuaian penguatan melalui variasi resistor tunggal.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Sirkuit OpAmp Musim Panas dan Pengurang