Инструментальный дифференциальный усилитель
Инструментальный дифференциальный усилитель (ИДУ) — это специальный тип дифференциального усилителя, обладающий высокой точностью и стабильностью, и предназначенный для усиления очень малых сигналов разности напряжений с одновременным подавлением синфазных помех.
Принцип работы
ИДУ состоит из двух каскадов дифференциального усиления (обычно на операционных усилителях), которые включены в конфигурацию «головного усилителя» и «буферного усилителя».
* Головной усилитель: Усиливает входной дифференциальный сигнал (Vi+), подавляя синфазный сигнал (Vi-).
* Буферный усилитель: Обеспечивает высокое входное сопротивление и низкое выходное сопротивление, одновременно обеспечивая дальнейшее усиление дифференциального сигнала.
Характеристики
Основные характеристики ИДУ включают:
* Высокое коэффициент усиления по дифференциальному сигналу (Ad): Обычно в диапазоне от 100 до 10000.
* Низкий коэффициент усиления по синфазному сигналу (Acm): Обычно менее 0,01, что указывает на высокую степень подавления синфазных помех.
* Ослабление синфазного сигнала (CMRR): Определяет отношение усиления по дифференциальному сигналу к усилению по синфазному сигналу. Обычно выражается в децибелах (дБ) и составляет от 80 до 120 дБ или более.
* Входное сопротивление: Высокое (обычно в мегаомном диапазоне) для минимизации нагрузки на источник сигнала.
* Выходное сопротивление: Низкое (обычно менее 10 Ом) для обеспечения согласования с нагрузкой.
Применение
ИДУ используются в различных приложениях, требующих точных измерений малых сигналов, таких как:
* Инструментация для тестирования и калибровки
* Медицинские измерения (ЭКГ, ЭЭГ)
* Сенсорные интерфейсы
* Измерение веса, температуры и других физических величин
* Преобразователи данных
Преимущества
* Высокая точность и стабильность
* Низкий шум
* Высокое отношение сигнал/шум
* Высокое подавление синфазных помех
* Высокое входное сопротивление
* Низкое выходное сопротивление
Недостатки
* Более сложная схема, чем у обычного дифференциального усилителя
* Может быть дороже, чем другие типы усилителей
