An Bộ khuếch đại nhạc cụ là một loại IC (mạch tích hợp) , chủ yếu được sử dụng để khuếch đại tín hiệu. Bộ khuếch đại này thuộc họ bộ khuếch đại vi sai vì nó làm tăng sự chênh lệch giữa hai đầu vào. Chức năng chính của bộ khuếch đại này là giảm tiếng ồn thặng dư được chọn bởi mạch. Khả năng từ chối tiếng ồn quen thuộc với mọi chân IC được gọi là CMRR (tỷ lệ từ chối chế độ chung) . Các IC khuếch đại thiết bị đo là một thành phần thiết yếu trong thiết kế mạch do các đặc tính của nó như CMRR cao, độ lợi vòng hở cao, độ trôi thấp cũng như độ lệch DC thấp, v.v.
Bộ khuếch đại dụng cụ là gì?
Bộ khuếch đại thiết bị đo được sử dụng để khuếch đại các tín hiệu ở mức rất thấp, loại bỏ các tín hiệu nhiễu và nhiễu. Ví dụ có thể là nhịp tim, huyết áp, nhiệt độ, động đất, v.v. Do đó, các đặc điểm cần thiết của một bộ khuếch đại thiết bị đo tốt là như sau.
- Đầu vào cho bộ khuếch đại thiết bị đo sẽ có năng lượng tín hiệu rất thấp. Do đó bộ khuếch đại thiết bị đo cần có độ lợi cao và phải chính xác.
- Độ lợi có thể dễ dàng điều chỉnh bằng cách sử dụng một điều khiển duy nhất.
- Nó phải có Trở kháng đầu vào cao và Trở kháng đầu ra thấp để ngăn tải.
- Bộ khuếch đại thiết bị đo phải có CMRR cao vì đầu dò đầu ra thường sẽ chứa các tín hiệu chế độ phổ biến như nhiễu khi truyền qua dây dài.
- Nó cũng phải có Tốc độ quay cao để xử lý thời gian tăng mạnh của các sự kiện và cung cấp dao động điện áp đầu ra tối đa không bị biến dạng.
Bộ khuếch đại thiết bị sử dụng Op Amp
Các bộ khuếch đại thiết bị đo sử dụng mạch op-amp được hiển thị bên dưới. Các op-amps 1 & 2 là bộ khuếch đại không đảo và op-amp 3 là bộ khuếch đại bộ khuếch đại khác biệt . Ba op-amps này kết hợp với nhau, tạo thành một bộ khuếch đại thiết bị đo. Đầu ra cuối cùng của bộ khuếch đại thiết bị đo Vout là sự khác biệt được khuếch đại của tín hiệu đầu vào được áp dụng cho các cực đầu vào của op-amp 3, Đặt đầu ra của op-amp 1 và op-amp 2 tương ứng là Vo1 và Vo2.
Bộ khuếch đại thiết bị sử dụng Op Amp
Sau đó, Vout = (R3 / R2) (Vo1-Vo2)
Nhìn vào giai đoạn đầu vào của bộ khuếch đại thiết bị đo như trong hình bên dưới. Các dẫn xuất bộ khuếch đại thiết bị đo được thảo luận dưới đây.
Điện thế tại nút A là điện thế đầu vào V1. Do đó điện thế tại nút B cũng là V1, theo khái niệm ngắn hạn ảo. Như vậy, điện thế tại nút G cũng là V1.
Điện thế tại nút D là điện thế đầu vào V2. Do đó điện thế tại nút C cũng là V2, từ điểm ngắn ảo. Như vậy, điện thế tại nút H cũng là V2.
Giai đoạn đầu vào của Bộ khuếch đại dụng cụ
Các hoạt động của bộ khuếch đại thiết bị đo là, Lý tưởng là dòng điện tới op-amps giai đoạn đầu vào bằng không. Do đó hiện tại tôi thông qua điện trở R1, Rgain và R1 vẫn được giữ nguyên.
Đang áp dụng Định luật Ohm giữa các nút E và F,
I = (Vo1-Vo2) / (R1 + Rgain + R1) ………………………. (1)
I = (Vo1-Vo2) / (2R1 + Rgain)
Vì không có dòng điện nào chạy đến đầu vào của op-amps 1 & 2, dòng điện I giữa các nút G và H có thể được cho là,
I = (VG-VH) / Rgain = (V1-V2) / Rgain ……………………….(hai)
Lập phương trình 1 và 2,
(Vo1-Vo2) / (2R1 + Rgain) = (V1-V2) / Rgain
(Vo1-Vo2) = (2R1 + Rgain) (V1-V2) / Rgain ………………………. (3)
Đầu ra của bộ khuếch đại khác biệt được đưa ra là,
Vout = (R3 / R2) (Vo1-Vo2)
Vì thế, (Vo1 - Vo2) = (R2 / R3) Vout
Thay thế (Vo1 - Vo2) giá trị trong phương trình 3, chúng tôi nhận được
(R2 / R3) Vout = (2R1 + Rgain) (V1-V2) / Rgain
I E. Vout = (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} (V1-V2)
Phương trình trên cung cấp điện áp đầu ra của bộ khuếch đại thiết bị đo.
Mức tăng tổng thể của bộ khuếch đại được cho bởi thuật ngữ (R3 / R2) {(2R1 + Rgain) / Rgain} .
Mức tăng điện áp tổng thể của một Bộ khuếch đại nhạc cụ có thể được điều khiển bằng cách điều chỉnh giá trị của điện trở Rgain.
Sự suy giảm tín hiệu chế độ chung cho bộ khuếch đại thiết bị đo được cung cấp bởi bộ khuếch đại khác biệt.
Ưu điểm của Bộ khuếch đại thiết bị đo
Các ưu điểm của bộ khuếch đại thiết bị đo bao gồm những điều sau đây.
- Lợi ích của một ba op-amp thiết bị đo đạc mạch khuếch đại có thể dễ dàng thay đổi bằng cách điều chỉnh giá trị của chỉ một điện trở Rgain.
- Độ lợi của bộ khuếch đại chỉ phụ thuộc vào các điện trở bên ngoài được sử dụng.
- Trở kháng đầu vào rất cao do cấu hình bộ phát đi theo bộ khuếch đại 1 và 2
- Trở kháng đầu ra của bộ khuếch đại thiết bị đo đạc rất thấp do bộ khuếch đại chênh lệch3.
- CMRR của op-amp 3 là rất cao và hầu như tất cả các tín hiệu chế độ chung sẽ bị từ chối.
Các ứng dụng của Bộ khuếch đại thiết bị đo
Các ứng dụng của bộ khuếch đại thiết bị đo bao gồm những điều sau đây.
- Những bộ khuếch đại này chủ yếu liên quan đến độ chính xác của độ lợi vi sai cao được yêu cầu, cường độ phải được duy trì trong môi trường xung quanh ồn ào, cũng như nơi có các tín hiệu chế độ chung lớn. Một số ứng dụng là
- Bộ khuếch đại thiết bị đo được sử dụng trong thu thập dữ liệu từ o / p nhỏ Bộ biến đổi nguồn giống cặp nhiệt điện , máy đo biến dạng, phép đo Cầu Wheatstone , Vân vân.
- Các bộ khuếch đại này được sử dụng trong điều hướng, y tế, radar, v.v.
- Những bộ khuếch đại này được sử dụng để nâng cao Tỷ lệ S / N ( tín hiệu cho tiếng ồn ) trong các ứng dụng âm thanh như tín hiệu âm thanh với biên độ thấp.
- Các bộ khuếch đại này được sử dụng để thu thập dữ liệu hình ảnh cũng như video để điều hòa tín hiệu tốc độ cao.
- Những bộ khuếch đại được sử dụng trong hệ thống cáp RF để khuếch đại tín hiệu tần số cao.
Sự khác biệt giữa Bộ khuếch đại hoạt động và Bộ khuếch đại dụng cụ
Sự khác biệt chính giữa bộ khuếch đại hoạt động và bộ khuếch đại thiết bị bao gồm những điều sau.
- An bộ khuếch đại hoạt động (op-amp) là một loại mạch tích hợp
- Bộ khuếch đại thiết bị đo là một loại bộ khuếch đại vi sai
- Bộ khuếch đại thiết bị có thể được xây dựng với ba bộ khuếch đại hoạt động.
- Bộ khuếch đại vi sai có thể được chế tạo với một hoạt động khuếch đại .
- Điện áp đầu ra của bộ khuếch đại chênh lệch bị ảnh hưởng do các điện trở không khớp
- Bộ khuếch đại thiết bị đo đạt được với một điện trở duy nhất của pha chính của nó mà không cần kết hợp điện trở.
Vì vậy, đây là tất cả về một Bộ khuếch đại nhạc cụ . Từ những thông tin trên, cuối cùng, chúng ta có thể kết luận rằng đây là một mạch tích hợp cần thiết khi xử lý các điều kiện điện áp thấp. Độ lợi của bộ khuếch đại có thể được thay đổi bằng cách thay đổi các điện trở ở phía đầu vào. Bộ khuếch đại này có điện trở đầu vào cao cũng như CMRR cao. Dưới đây là một câu hỏi cho bạn, chức năng chính của bộ khuếch đại thiết bị đo đạc là gì?
