Circuitos Digitales
Páginas: 10 (2351 palabras)
Publicado: 29 de agosto de 2011
Centro de estudio: Universidad Capitán General Gerardo Barrios
Facultad: Ciencias y Tecnologías
Especialidad: Ingeniería en Sistemas y Redes Informáticas
Asignatura: Computación Análoga
Amplificador de instrumentación
Un amplificador de instrumentación es un dispositivo creado a partir de amplificadores operacionales. Está diseñado para tener una alta impedancia de entrada y unalto rechazo al modo común (CMRR). Se puede construir a base de componentes discretos o se puede encontrar encapsulado (por ejemplo el INA114).
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 electrocardiograma), para minimizar el error de medida.
Eneste tema vamos a ver los amplificadores usualmente utilizados en instrumentación. Básicamente son de tres tipos:
• De INSTRUMENTACIÓN
• De AISLAMIENTO
• De BAJA DERIVA
Los amplificadores de instrumentación son amplificadores diferenciales con un CMRR alto, muchos de ellos con ganancia variable. En pocas palabras diremos que son amplificadores diferenciales buenos.
La primera cuestión atratar sería el por qué debe ser un amplificador diferencial. Tiene muchas respuestas, la primera de ellas quizás sea el hecho de que un amplificador diferencial es muy versátil de manera que se puede utilizar tanto como amplificador inversor como no inversor. Dado un amplificador diferencial como el de la figura, la salida Vo sería...
Si V2=0, entonces Vo= G V1 y funcionaría como amplificador noinversor. Por otro lado si V1=0, entonces Vo= -G V2 y actuaría como un amplificador inversor. Y además, puede amplificar la diferencia.
Sin embargo, la verdadera razón para trabajar con amplificadores diferenciales proviene de la facilidad que poseen para trabajar con señales diferenciales frente a las de modo común, es decir, y como veremos ahora, nos va a permitir distinguir entre señal y ruido.Veamos un ejemplo. Si pretendemos enviar una señal desde un circuito digital a un sistema informático remoto de forma asíncrona a través de un interfaz RS, se podría hacer utilizando un cable coaxial cuyo apantallamiento evitaría, teóricamente, la incidencia de ruido en la señal, como se ve en la figura adjunta. circuito digital a un sistema informático remoto de forma asíncrona a través de uninterfaz RS, se podría hacer utilizando un cable coaxial cuyo apantallamiento evitaría, teóricamente, la incidencia de ruido en la señal, como se ve en la figura adjunta.
Una estructura alternativa, más económica sería enviando la señal mediante dos hilos, de manera que a la entrada del sistema informático los dos hilos se conectaran a los terminales de un amplificador diferencial.
Está claroque la señal de salida sería Vo=G [(V1+Vr1)-(V2-Vr2)] en la cual aparecen unas tensiones Vr1 y Vr2 que representan el ruido añadido a la señal inicial. Si ambos hilos están íntimamente relacionados (hilo telefónico o par trenzado) se puede suponer que el ruido inducido es el mismo en ambos hilos (Vr1=Vr2), con lo cual la salida del amplificador será Vo=G(V1-V2) y si además, como es el caso, V2=0por ser la toma de tierra, la salida del amplificador coincide con la señal emitida si G=1 o incluso la podemos obtener amplificada si G>1, libre de ruido en cualquier caso.
Pero todavía es posible encontrar más motivos que hacen deseable el que el amplificador sea diferencial. Incluso en el caso de uso del cable coaxial para la comunicación anterior, puede ocurrir que dado la longitud delcable, el apantallamiento presente una determinada resistencia dependiendo de la longitud y el tipo de material del cual esté fabricado, de manera que la toma de tierra en ambos sistemas sea claramente diferente
El esquema equivalente a lo indicado se ha dibujado justo encima de este párrafo y como se ve la tensión de entrada (VI) que alcanza al sistema informático sería VI = Vi ± (GND1-GND2)....
Facultad: Ciencias y Tecnologías
Especialidad: Ingeniería en Sistemas y Redes Informáticas
Asignatura: Computación Análoga
Amplificador de instrumentación
Un amplificador de instrumentación es un dispositivo creado a partir de amplificadores operacionales. Está diseñado para tener una alta impedancia de entrada y unalto rechazo al modo común (CMRR). Se puede construir a base de componentes discretos o se puede encontrar encapsulado (por ejemplo el INA114).
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 electrocardiograma), para minimizar el error de medida.
Eneste tema vamos a ver los amplificadores usualmente utilizados en instrumentación. Básicamente son de tres tipos:
• De INSTRUMENTACIÓN
• De AISLAMIENTO
• De BAJA DERIVA
Los amplificadores de instrumentación son amplificadores diferenciales con un CMRR alto, muchos de ellos con ganancia variable. En pocas palabras diremos que son amplificadores diferenciales buenos.
La primera cuestión atratar sería el por qué debe ser un amplificador diferencial. Tiene muchas respuestas, la primera de ellas quizás sea el hecho de que un amplificador diferencial es muy versátil de manera que se puede utilizar tanto como amplificador inversor como no inversor. Dado un amplificador diferencial como el de la figura, la salida Vo sería...
Si V2=0, entonces Vo= G V1 y funcionaría como amplificador noinversor. Por otro lado si V1=0, entonces Vo= -G V2 y actuaría como un amplificador inversor. Y además, puede amplificar la diferencia.
Sin embargo, la verdadera razón para trabajar con amplificadores diferenciales proviene de la facilidad que poseen para trabajar con señales diferenciales frente a las de modo común, es decir, y como veremos ahora, nos va a permitir distinguir entre señal y ruido.Veamos un ejemplo. Si pretendemos enviar una señal desde un circuito digital a un sistema informático remoto de forma asíncrona a través de un interfaz RS, se podría hacer utilizando un cable coaxial cuyo apantallamiento evitaría, teóricamente, la incidencia de ruido en la señal, como se ve en la figura adjunta. circuito digital a un sistema informático remoto de forma asíncrona a través de uninterfaz RS, se podría hacer utilizando un cable coaxial cuyo apantallamiento evitaría, teóricamente, la incidencia de ruido en la señal, como se ve en la figura adjunta.
Una estructura alternativa, más económica sería enviando la señal mediante dos hilos, de manera que a la entrada del sistema informático los dos hilos se conectaran a los terminales de un amplificador diferencial.
Está claroque la señal de salida sería Vo=G [(V1+Vr1)-(V2-Vr2)] en la cual aparecen unas tensiones Vr1 y Vr2 que representan el ruido añadido a la señal inicial. Si ambos hilos están íntimamente relacionados (hilo telefónico o par trenzado) se puede suponer que el ruido inducido es el mismo en ambos hilos (Vr1=Vr2), con lo cual la salida del amplificador será Vo=G(V1-V2) y si además, como es el caso, V2=0por ser la toma de tierra, la salida del amplificador coincide con la señal emitida si G=1 o incluso la podemos obtener amplificada si G>1, libre de ruido en cualquier caso.
Pero todavía es posible encontrar más motivos que hacen deseable el que el amplificador sea diferencial. Incluso en el caso de uso del cable coaxial para la comunicación anterior, puede ocurrir que dado la longitud delcable, el apantallamiento presente una determinada resistencia dependiendo de la longitud y el tipo de material del cual esté fabricado, de manera que la toma de tierra en ambos sistemas sea claramente diferente
El esquema equivalente a lo indicado se ha dibujado justo encima de este párrafo y como se ve la tensión de entrada (VI) que alcanza al sistema informático sería VI = Vi ± (GND1-GND2)....
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