Amplificador

Amplificador de Instrumentaci´ n
o

Julieth Daza
Mosse Edwin Marin

Director: PhD.

Universidad del Cauca
Facultad de Ingenier´a Electr´ nica y Telecomunicaciones
ı
o
Popay´ n, Noviembre del 2011
a

Tabla de Contenido
1. Amplificador Diferencial
1.1. Voltaje de modo com´ n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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3
4

2. Amplificador deInstrumentaci´ n de dos operacionales
o
2.1. Ganancia Ajustable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4
5

3. Amplificador de Instrumentaci´ n de tres de operacionales
o

6

4. Compensaci´ n de P´ rdidas
o
e
4.1. Input Guarding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2. Cable Bootstrapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .

6
7
8

5. Blindaje
5.1. Guard Drive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2. Shield Drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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11
11

6. Amplificadores Integrados
6.1. Clases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2. Usos . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3. Integrados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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12
13
13

Referencias

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Introducci´ n
o
Hoy en d´a los amplificadores de instrumentaci´ n son dispositivos muy utilizados para la
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o
medici´ n, control e instrumentaci´ n, debido a que son capaces de amplificaruna se˜ al peque˜ a
o
o
n
n
del orden de los milivoltios y rechazar el ruido el´ ctrico inherente que tiene el orden incluso de los
e
voltios.
Los amplificadores de instrumentaci´ n son capaces de manejar se˜ ales dc y peque˜ as se˜ ales de
o
n
n
n
baja frecuencia, deben estos amplificadores ser amplificadores diferenciales, con bajos niveles
offset, con CMRR de alto valor y una altaganancia; deben trabajar el ambientes hostiles donde
prima la variaci´ n de temperatura y el intenso ruido el´ ctrico.
o
e
Estos amplificadores son construidos con amplificadores operacionales y resistencias, pero en
la actualidad existen muchos circuitos integrados con resistencias de precisi´ n que permite ser muy
o
estables y eficientes, con caracter´sticas cercanas a los requerimientos delcliente.
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2

1.

Amplificador Diferencial

´
Cuando se desea amplificar una se˜ al peque˜ a y esta este enmascarada por ruido de gran
n
n
amplitud se puede recurrir al amplificador diferencial, este tiene la capacidad de medir y amplificar
peque˜ as se˜ ales y rechazar el ruido de entrada de modo com´ n. En la figura 1 se muestra un
n
n
u
amplificador diferencial

Figura 1:Amplificador Diferencial
El voltaje de salida es proporcional a la diferencia de las dos tensiones de entrada
Planteando ecuaciones de malla y aplicando superposici´ n se tiene:
o
R
Vout1 = −( R2 )Vin1
1

En el terminal inversor
+
vout2 = ( R1R1R2 )( R3R4R4 )Vin2
+

En el terminal no inversor
Por lo tanto
+
vout = ( R1R1R2 )( R3R4R4 )Vin2 − ( R2 )Vin1 (1.1)
+
R1

Y, si hacemos que R1 =R3 y R2 = R4 , entonces 1.1 queda como:
Vout =

R2
R1 (Vin2

− Vin1 )

En la ecuaci´ n se muestra que el voltaje de salida Vout es proporcional en forma lineal a la
o
diferencia de tensiones y si consideramos tambi´ n R1 = R2 , entonces la salida solo depender´ de
e
a
la diferencia entre Vin1 y Vin2 . De acuerdo con esta ecuaci´ n, cuando se aplica un voltaje com´ n a
o
u
losterminales de entrada, el voltaje de salida Vout se hace cero; dicho voltaje se le denomina voltaje
de entrada en modo com´ n.
u

3

1.1.

´
Voltaje de modo comun

Esta es la caracter´stica del amplificador de instrumentaci´ n que permite extraer una se˜ al que
ı
o
n
se encuentra enmascarada por la se˜ al de ruido. Esto se logra haciendo que la se˜ al de ruido sea
n
n
una se˜ al...