Sähkö ja elektroniikka

Instrumentointivahvistimen laskuri

Laske vahvistus, valitse vahvistusvastus ja tarkista sisäiset lähtöjännitteet.

Syötetyt arvot

Tulokset

Jännitevahvistus: —

Ideaalinen lähtöjännite: —

Jännite · V+ − V−: —

Jännite · VCM: —

VA: —

VB: —

Jäljellä oleva lähtömarginaali: —

Kaava—

Tarkista erotusvahvistus ja sisäiset jännitemarginaalit

Mallinna näytetty kolmen vahvistimen instrumentointikytkentä. Laske erotusvahvistus ja ideaalinen lähtö ja tarkista sisäiset jännitteet syötettyjä rajoja vasten. Yksinkertaistettu marginaalitesti ei määritä todellisen komponentin koko yhteismuotoaluetta.

Vaihe vaiheelta

Syötä sovitetut astevastukset, molemmat tulojännitteet ja lähtöreferenssi. Erota tulo- ja lähtöasteen vastusparit kaaviosta.
Syötä syöttörajat ja jännitemarginaali. Vahvistussuunnittelussa valitse tavoite ja standardisarja ja ota ehdotettu vastus käyttöön.
Vertaa ideaalista lähtöä, yhteismuototuloa ja sisäisiä lähtöjä. Sopivan näköinen loppulähtö voi silti aiheuttaa sisäisen rajavaroituksen.

Asetukset ja rajoitukset

Vahvistusvastus: RG määrää ensimmäisen asteen vahvistuksen. Viimeisen asteen vastussuhde vahvistaa myös erotusta; tarkista kokonaisvahvistus pyöristyksen jälkeen.
Referenssijännite: Referenssi siirtää ideaalista lähtöä muuttamatta erotustuloa. Se ei siirrä kaikkia sisäisiä solmuja yhtä paljon eikä automaattisesti poista yhteismuotorajoja.
Jännitemarginaali: Syötetty marginaali pienentää kaikkien tarkistettujen solmujen käyttökelpoista syöttöväliä. Todelliset tulo-/lähtöalueet riippuvat komponentista, kuormasta ja syötöstä.

Esimerkkitehtävä

Käytä erotustuloesimerkkiä. Loppulähtö ja molemmat alkuasteen lähdöt mahtuvat valittuun käyttökelpoiseen väliin.

Esimerkkisyöte

R = 10 kΩ; RG = 1 kΩ; Rin = Rout = 10 kΩ
Vref = 0 V; V− = −5 V; V+ = 5 V
h = 0.2 V

Odotettu tulos
Vin+ / Vin−	G	Vout	VA	VB	ΔVrail
1.01 / 1 V	21 V/V	0.21 V	0.9 V	1.11 V	3.69 V
4.9 / 4.9 V	21 V/V	0 V	4.9 V	4.9 V	−0.1 V

Aseta sitten molemmat tulot näytettyyn samaan korkeaan arvoon. Ideaalinen erotuslähtö katoaa, mutta sisäiset solmut ylittävät marginaalin.

Kysymykset ja ongelmanratkaisu

Miksi pieni lähtö aiheuttaa varoituksen?

Alkuasteet reagoivat yhteismuotojännitteeseen. Niiden jännitevara voi loppua, vaikka vähennys tuottaisi pienen loppulähdön.

Ovatko pyöristetyt vahvistukset tarkkoja?

RG-standardiarvot antavat näytetyn nimellisvahvistuksen. Toleranssit, offset ja rajallinen yhteismuotovaimennus aiheuttavat lisävirheitä.

Sopivatko rajat kaikille instrumentointipiireille?

Eivät. Tarkista tulon yhteismuotoalue suhteessa lähtöön ja referenssivaatimukset. Integroitu komponentti ei välttämättä noudata tätä diskreettiä topologiaa.