Elektrotechniek en elektronica

Instrumentatieversterkercalculator

Bereken versterking, kies versterkingsweerstanden en controleer interne uitgangsspanningen.

Je invoer

Je resultaten

Spanningsversterking: —

Ideale uitgangsspanning: —

Spanning · V+ − V−: —

Spanning · VCM: —

VA: —

VB: —

Resterende uitgangsmarge: —

Formule—

Controleer differentiële versterking en interne spanningsruimte

Modelleer de getoonde instrumentatieschakeling met drie versterkers. Bereken differentiële versterking en ideale uitgang en vergelijk interne spanningen met ingevoerde grenzen. Deze vereenvoudigde ruimtecontrole bepaalt niet het volledige common-modebereik van een echte component.

Stap voor stap

Voer passende trapweerstanden, beide ingangsspanningen en uitgangsreferentie in. Onderscheid ingangs- en uitgangstrapweerstanden in het schema.
Voer voedingsgrenzen en spanningsmarge in. Kies voor versterkingsontwerp doel en standaardreeks en pas de voorgestelde versterkingsweerstand toe.
Vergelijk ideale uitgang, common-mode-ingang en interne uitgangen. Een aannemelijke einduitgang kan toch een interne grenswaarschuwing geven.

Instellingen en beperkingen

Versterkingsweerstand: RG bepaalt de eerste trap. De weerstandsverhouding van de eindtrap schaalt ook het verschil; controleer totale versterking na afronding.
Referentiespanning: De referentie verschuift ideale uitgang zonder de differentiële ingang te veranderen. Ze verschuift niet alle interne knooppunten gelijk en lost common-modegrenzen niet vanzelf op.
Spanningsmarge: De ingevoerde marge verkleint het bruikbare railinterval voor alle getoetste knooppunten. Echte in-/uitgangsbereiken hangen af van component, belasting en voeding.

Uitgewerkt voorbeeld

Gebruik het differentiële voorbeeld. Einduitgang en beide uitgangen van de eerste trap passen binnen het gekozen bruikbare interval.

Voorbeeldinvoer

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

Verwacht resultaat
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

Stel vervolgens beide ingangen op de getoonde gelijke hoge waarde in. De ideale verschiluitgang verdwijnt, maar interne knooppunten overschrijden de marge.

Vragen en probleemoplossing

Waarom een waarschuwing bij kleine uitgang?

De eerste trappen reageren op common-mode-ingangsspanning. Ze kunnen hun spanningsgrens bereiken terwijl aftrekken een kleine einduitgang zou geven.

Zijn afgeronde versterkingen exact?

Standaardwaarden van RG geven de getoonde nominale versterking. Tolerantie, offset en beperkte common-modeonderdrukking veroorzaken extra fouten.

Gelden deze grenzen voor elke instrumentatie-IC?

Nee. Controleer common-mode-ingang versus uitgangsbereik en referentievereisten. Een geïntegreerde component hoeft deze discrete topologie niet te volgen.