Un
amplificador de instrumentación es un dispositivo creado a partir de
amplificadores operacionales. Está diseñado para tener una alta impedancia de
entrada y un alto rechazo al modo común (CMRR) es una medida del rechazo que
ofrece la configuración a la entrada de voltaje común. Se puede construir a
base de componentes discretos o se puede encontrar encapsulado (por ejemplo, el
INA-126).
La
operación que realiza es la resta de sus dos entradas multiplicada por un
factor. Su utilización es común en aparatos que trabajan con señales muy
débiles, tales como equipos médicos (por ejemplo, el electrocardiógrafo),
para minimizar el error de medida.
APLICACIONES
- · Para acondicionar la salida de un puente de Wheatstone.
- · Para amplificar señales eléctricas biológicas (por ejemplo en electrocardiogramas).
- · Como parte de circuitos para proporcionar alimentación a corriente constante.
- · En fuentes de alimentación.
• Ganancia: seleccionable, estable, lineal:
Debido a que el Amplificador de instrumentación debe ser capaz de realizar la
resta de diferencias de potencial muy pequeñas la ganancia debe poder ser
ajustable para que el diseñador pueda ajustar la misma a su conveniencia, todo
dependiendo de la aplicación, ya que, aunque las señales a amplificar son
normalmente pequeñas, estas pueden variar es decir algunas pueden ser más pequeñas
que otras. Otra característica del Amplificador de instrumentación es que debe
ser estable y lineal, es decir que la relación de su entrada con su salida debe
ser lineal para que sea fácil tratar de acondicionar la señal original.
• Entrada diferencial: con CMRR alto: Esta característica
es muy importante en un Amplificador Operacional, ya que debemos recordar que
el amplificador operacional esta diseñado para poder realizar operaciones aritméticas,
y en el caso de el Amplificador de Instrumentación la operación que realiza es
una resta multiplicada por la ganancia (Ecuación 1), ahora supongamos que en la
entrada no inversora tenemos un voltaje de 1 V y en la no inversora tenemos un
voltaje de 0.5V teóricamente si el Opam tuviera una ganancia 1 tendríamos la ecuación
Salida = G*( VoltajeNI - VoltajeI ) ……. Ecuación
1
Donde:
G = Ganancia
VoltajeNI = Voltaje en Entrada No Inversora
VoltajeI = Voltaje en Entrada Inversora
Si sustituyéramos los valores tendríamos una Salida
= 0.5 V, pero ¿Qué pasaría si ambas entradas fueran iguales?, teóricamente tendríamos
una salida con valor 0 V (Esto sería en un amplificador ideal) pero la realidad
es que el amplificador tendrá un error en la salida al cual se le denomina CMRR
(factor de rechazo al modo común).
El CMRR es positivo y se mide en decibelios. Se
define por la siguiente ecuación:
Donde Ad es la ganancia diferencial y As es la
ganancia en modo común.
• Impedancia de entrada alta: Esto permite poder amplificar
las señales de voltaje de un valor muy pequeño, podemos tomar como ejemplo al
INA126 el cual tiene una impedancia de entrada de 1000MΩ (ES UNA IMPEDANCIA MUY
GRANDE), ahora supongamos que el tenemos en un circuito esa misma impedancia en
un circuito serie con una fuente de voltaje DC:
Se observa que al tratarse de una impedancia el
voltaje se quedará en el INA126, es decir el INA126 podrá adquirir todas las
señales posibles con mucha precisión (incluyendo el ruido eléctrico). En otras palabras,
casi todo el voltaje que ingresa al INA126 puede ser acondicionado con
fidelidad.
Existen
muchas otras características y aspectos teóricos de los Amplificadores de
instrumentación por lo cual si te interesa aprender más de ellos te dejo el
enlace a una publicación en donde te muestro algunos de los mejores libros de
Amplificadores operacionales y te dejo el LINK para que puedas descargarlos en
formato PDF.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
MEJORES LIBROS PARA AMPLIFICADORES
OPERACIONALES CON LINK DE DESCARGA
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
CARACTERÍSTICAS DEL INA126
|
Impedancia de entrada |
1000MΩ |
|
Common-mode voltage range aproximado a Vo = 0V |
Con rango diferencial +/- 11.25 V |
|
Ganancia |
5 a 10,000 |
|
Error de ganancia |
Con G = 5 , +/- 0.2% |
|
Gain error vs temperature |
Con G = 5, +/- 2 ppm/Grado centigrado |
|
Power Supply voltaje range |
Mínimo: +/- 1.35V |
|
Current (per channel) |
Típico: +-175 µA |
Comentarios
Publicar un comentario