Memahami sirkuit pelindung dalam amplifier instrumentasi

Saya punya proyek yang harus dibuat, tetapi saya kesulitan memahami apa yang sebenarnya terjadi. Dalam rangkaian di bawah ini, saya harus menghitung nilai-nilai resistor, memilih op-amp dan menjelaskan bagaimana semuanya bekerja.

Ini adalah in-amp untuk EMG dan saya tidak bisa mengerti bagaimana sirkuit pelindung (U1C, R1, R2) bekerja. Saya melihat hal serupa di Seni Elektronik, tetapi sirkuit pelindung dirujuk ke perisai (yang masuk akal bagi saya). Namun, di sini keluaran op-amp terhubung ke resistor pengaturan gain dan saya dapatkan dari simulasi bahwa ini meningkatkan CMRR, tapi saya tidak mengerti prinsip operasi.

Juga, mengapa R1 dan R2 10kΩ, dan bukan 10Ω atau 10MΩ? Bagaimana saya memilih toleransi? Saya memiliki pertanyaan yang sama untuk resistor lainnya. Saya baru saja mengambil nilai dari INA128 di-amp. Dari apa yang saya pahami, kita tidak memilih nilai resistor kecil dalam penguat diferensial, karena ketidakcocokan di antara mereka akan mempengaruhi CMRR lebih dari dengan resistor nilai besar, tetapi nilai-nilai besar berisik dan kita juga harus menyediakan arus biasing yang cukup, jadi kita harus pilih antara 10kΩ-100kΩ. Dalam buffer input kita membutuhkan resistor nilai besar untuk mendapatkan 600-1000, tetapi resistor terlalu besar membuat kesalahan input, berisik, memiliki kapasitansi parasit dll, tetapi saya tidak yakin apakah saya benar.

instrumentation-amplifier

— Archimedes
sumber

+1 untuk mendengarkan penjelasan yang tepat tentang bagaimana pengaturan U1C membantu CMRR.

— MadHatter

Tidak ada alasan untuk membangun amp instrumentasi. Anda akan mendapatkan kinerja yang jauh lebih baik dengan MEMBELI satu, seperti AD622. Anda mungkin mempertimbangkan untuk tidak mengganggu sirkuit pelindung - sirkuit ini tidak akan banyak memberi Anda kinerja.

— Scott Seidman

Anda dapat, pada kenyataannya, menghasilkan pelindung atau kaki yang digerakkan dari inamp dengan menggunakan sepasang resistor presisi secara seri untuk resistor penguatan, dan melindungi titik tengah dengan op amp.

— Scott Seidman

Saya punya penjelasan yang menjelaskan bagaimana U1C mempengaruhi CMRR. Saya juga membuat file PDF dari penjelasan berikut dan mengunggah di drive saya yang dapat ditemukan di sini . File PDF mudah dibaca daripada yang berikut ini

Penjelasan:

Rangkaian bersih dapat dibagi menjadi dua bagian. Bagian pertama terdiri dari U1B, U1C dan U1D. Bagian kedua terdiri dari U1A (rangkaian penguat diferensial biasa).

Pertimbangkan bagian pertama, bagian yang mengambil input dan meningkatkan CMRR. Pada op-amp U1C, tegangan pada terminal + Ve dan –Ve terminal sama. Jadi keduanya nol volatage. Jadi itu berarti tegangan V adalah nol dalam rangkaian berikut (paruh pertama rangkaian):

Karena arus input bias hampir nol, op-amp menarik hampir 0 arus. Jadi berdasarkan hukum KCL, dari sirkuit di atas, kita mendapatkan:

\frac{0 - V_{2}}{R_{1}} = \frac{V_{1} - 0}{R_{2}}

$\frac{0-V_2}{R_1} = \frac{V_1-0}{R_2}$

$R_1$ $R_2$ $V_2 = -V_1$ $V_1$ $V_2$ $R_1$ $R_2$

Penjelasan lebih lanjut:

$x$

Output dari op-amp U1D di atas adalah:

V_{2} = \frac{1 + R_{7}}{R_{9}} \cdot (V_{b} - x)

$V_2 = {\frac{1+R_7}{R_9}}\cdot(V_b-x)$

$V_2$

V_{1} = \frac{1 + R_{8}}{R_{10}} \cdot (V_{a} - x)

$V_1 = {\frac{1+R_8}{R_{10}}}\cdot(V_a-x)$

$V_1$

${V_1}\cdot{R_1}={-V_2}\cdot{R_2}$ $R_1=R_2$

x = V_{a} + V_{b}

$x = V_a+V_b$

Begitu

V_{1} = \frac{1 + R_{8}}{R_{10}} \cdot (\frac{V_{a}}{2} - \frac{V_{b}}{2})

$V_1= {\frac{1+R_8}{R_{10}}}\cdot(\frac{V_a}{2}-\frac{V_b}{2})$

dan

V_{2} = \frac{1 + R_{7}}{R_{9}} \cdot (\frac{V_{b}}{2} - \frac{V_{a}}{2})

$V_2= {\frac{1+R_7}{R_9}}\cdot(\frac{V_b}{2}-\frac{V_a}{2})$

$R_8=R_7$ $R_9=R_{10}$

V_{1} = V_{a} - V_{b}

$V_1=V_a-V_b$

dan

V_{2} = V_{b} - V_{a}

$V_2=V_b-V_a$

Sekarang perhatikan sirkuit berikut

Dari sirkuit di atas

C M R R = \frac{V_{1} - V_{2}}{\frac{V_{1} + V_{2}}{2}}

$CMRR=\frac{V_1-V_2}{\frac{V_1+V_2}{2}}$

Dari nilai-nilai di atas kita dapatkan:

C M R R = \frac{2 (V_{a} - V_{b})}{0} = \infty

$CMRR = \frac{2(V_a-V_b)}{0}=\infty$

CMMR sama tak terhingga hanyalah teori karena resistansi tidak bisa sama secara akurat. Mereka memiliki tingkat toleransi.

Catatan: CMRR adalah nilai untuk penguat diferensial yang mempertimbangkan efek U1B, U1C dan U1D.

— pengguna3219492
sumber