Apa perbedaan antara penguat operasional, diferensial, dan instrumentasi?

Komponen RS mencantumkan tiga kategori amplifier yang serupa: Amplifier Operasional , Amplifier Diferensial , dan Amplifier Instrumentasi . Saya pikir harus ada satu bagian yang disebut Penguat Operasional. Mengapa ketiga bagian yang terpisah ini ada? Apa pentingnya perbedaan ini?

Penguat operasional adalah sirkuit terintegrasi, dan agak merupakan blok bangunan. Input (V + dan V-) dari sebuah op amp adalah impedansi yang sangat tinggi, dan sangat sedikit arus yang masuk ke input ini karena itu. Formula umum untuk kinerja op amp adalah Vout = A * (V + - V-), dan A adalah angka yang sangat besar. Ketika dihubungkan dalam mode umpan balik, op amp dapat memiliki banyak konfigurasi yang berbeda (meskipun gain "loop terbuka" adalah angka yang sangat besar.

Sebuah penguat diferensial, menurut definisi, juga berfungsi dengan hubungan Vout = A * (V + - V-), tetapi A bisa menjadi angka yang jauh lebih kecil daripada di op amp yang beroperasi di loop terbuka, dan arus ke input belum tentu nol. Impedansi input dapat relatif rendah, dan impedansi input untuk setiap input tidak harus sama. Sebuah penguat diferensial dapat dibangun dari satu atau lebih penguat operasional dan beberapa resistor, atau dapat dibuat dari bagian yang lebih mendasar, seperti transistor.

Penguat instrumentasi adalah jenis penguat diferensial khusus. Secara umum, ini adalah penguat diferensial, tetapi impedansi input pada dua input sangat tinggi (artinya arus input sangat kecil), dan sama untuk setiap input. Biasanya ada cara untuk mengubah penguatan dengan satu resistor. Sangat sering, penguat instrumentasi memiliki konfigurasi tiga op amp (atau yang setara), dengan dua op amp berfungsi sebagai tahap input, dan tahap output adalah penguat perbedaan satu op amp sederhana dengan titik referensi yang dapat digunakan untuk memindahkan baseline sekitar. Karena resistor pada penguat perbedaan biasanya dipangkas laser di dalam rangkaian terintegrasi, penolakan mode umum sangat tinggi. Ada juga dua konfigurasi penguat op amp instrumentasi,

Penguat operasional umumnya akan dirancang sehingga ketika digunakan dalam sistem umpan balik yang sesuai input akan selalu berada dalam batas toleransi yang sama; kebanyakan op amp dirancang dengan input impedansi tinggi, meskipun seberapa tinggi "tinggi" dapat bervariasi.

Penguat diferensial umumnya akan dirancang untuk mengukur perbedaan tegangan antara dua input; penguat diferensial sering memiliki resistansi input yang seimbang tetapi terbatas, dan banyak dari mereka dapat beroperasi dengan voltase input secara signifikan di luar rel. Salah satu masalah terbesar dengan amplifier tersebut adalah bahwa jika input terhubung ke hal-hal yang memiliki resistensi berbeda, arus yang mengalir masuk atau keluar dari input akan mempengaruhi mereka dengan jumlah yang berbeda.

Penguat instrumentasi, seperti jenis penguat diferensial lainnya, dirancang untuk mengukur perbedaan antara tegangan input. Tidak seperti banyak amplifier diferensial lainnya, penguat instrumentasi akan memberi makan kedua input secara langsung ke tahap penguat non-pembalik impedansi tinggi tanpa pembebanan resistif lainnya. Ini berarti kedua input harus berada di dalam rel pasokan, tetapi kurangnya muatan resistif berarti bahwa tidak ada arus signifikan yang perlu mengalir masuk atau keluar dari input; ini pada gilirannya berarti bahwa meskipun input terhubung ke hal-hal dengan resistensi yang berbeda, perbedaan tersebut tidak akan mengganggu akurasi pengukuran.

Amplifier operasional adalah perangkat tujuan umum yang dapat digunakan dalam banyak aplikasi. Jika persyaratannya tidak terlalu ketat, mereka dapat digunakan untuk membuat amplifier diferensial dan instrumentasi. Amplifier diferensial dirancang khusus untuk memperkuat perbedaan antara 2 sinyal input. Mereka mungkin menyertakan resistor yang cocok secara khusus untuk membantu mengoptimalkan fungsi ini. Amplifier instrumentasi dirancang khusus untuk aplikasi yang membutuhkan karakteristik DC yang sangat baik, impedansi input tinggi, kebisingan rendah dan penyimpangan. Mereka juga dapat menyertakan resistor on-board untuk memungkinkan pemilihan gain tanpa menggunakan komponen eksternal. Karena amplifier diferensial dan instrumentasi bukan amplifier operasional tujuan umum, amplifier biasanya terdaftar dalam kategori terpisah. Meskipun tidak serbaguna seperti penguat operasional,

Op amp memiliki dua input dan satu output.

Amp instrumentasi biasanya memiliki tiga input (ref adalah input) dan fasilitas kontrol gain, dan satu output.

Amp diferensial biasanya memiliki dua output dan biasanya dua input.

Tidak ada yang secara langsung dapat dipertukarkan secara listrik dan ini adalah kinerja dan biasanya hal yang fungsional.

Semua ditujukan untuk memecahkan solusi yang berbeda.