[bewerk] De drie opamp instrumentatieversterker

In dit schema worden drie opamps gebruikt. De twee linkse opamps zijn hier puur geschakeld als spanningsvolgers, de rechter gedraagt zich als verschilversterker.

De uitgang van de eerste trap (de linker opamps) zullen V_o1 en V_o2 genoemd worden. De ingang V₁ en V₂ vormt een symmetrisch signaal, de uitgang van de eerste trap V_o1 en V_o2 vormt nog steeds een symmetrisch signaal, de tweede trap maakt hier dan terug een asymmetrisch signaal van.

De stroom door de weerstanden R₁, R_gain en R₁ is dezelfde, uit de wet van Ohm volgt dan (er wordt direct in rekening gebracht dat beide pinnen van de opamps in de eerste trap op dezelfde potentiaal staan):

$\frac{V_{o1}-V_{o2}}{2R_1+R_{gain}} = \frac{v_1 - v_2}{R_{gain}}$

Wat direct het verband tussen de ingang en de uitgang van de eerste trap geeft:

$V_{o1}-V_{o2} = (1+\frac{2R_1}{R_{gain}})\cdot (v_1 - v_2)$

Dit is de ingang in de tweede trap welke een verschilversterker is. Hiervan was reeds gekend dat:

$V_{out} = \frac{R_3}{R_2}\cdot ( V_{o2}-V_{o1} )$

Wanneer de gevonden uitdrukking hierin gesubstitueerd wordt geeft dit:

$V_{out} = \frac{R_3}{R_2}\cdot (1+\frac{2R_1}{R_{gain}})\cdot (v_2 - v_1)$

De gesloten lusversterking is hier:

$A_{CL} = \frac{V_{out}}{v_2 - v_1} = \frac{R_3}{R_2}\cdot (1+\frac{2R_1}{R_{gain}})$

En de eigenschappen van deze schakeling zijn beter dan bij de verschilversterker, zo is de ingangsimpedantie voor beide spanningen constant.

[bewerk] Opgaven

Opgaven:

Vertrek van het schema van de instrumentatieversterker. V₁ is een blokgolf met amplitude 1V en een frequentie van 50Hz, V₂ is een blokgolf met amplitude 1V en een frequentie van 25Hz. Kies een weerstandscombinatie zodat het verschil met 2 versterkt wordt, teken V₁, V₂, V₂-V₁ en V_out op één grafiek.
Stel dat R_gain uitgevoerd wordt als een potentiometer, waarbij α (in het bereik [0,1]) de factor is die aangeeft hoe open de potentiometer staat. R_gain wordt in serie geplaatst met een vaste weerstand R_vast. Herwerk de transfertfunctie zodat deze functie een functie van α wordt (en dus ook R_vast bevat.
Vertrek van de gekozen weerstandswaarden uit opgave 1, vervang R_gain door R_vast zodat $R_{vast}=\frac{R_{gain}}{2}$ . De andere helft van de oorspronkelijke R_gain wordt nu als potentiometer uitgevoerd. Hoeveel zal A_CL bedragen indien α=0 en α=1 (Dus de potentiometer volledig dicht en volledig open staat) ?

Elektronica/Opamps/Lineaire Schakelingen/Instrumentatieversterker

Uit Wikibooks

[bewerk] De drie opamp instrumentatieversterker

[bewerk] Opgaven

Aspecten/acties

Persoonlijke instellingen

Navigatie

Zoeken

zusterprojecten

Hulpmiddelen