Amplificador de Instrumentación
Un amplificador de instrumentación es un dispositivo creado a partir de amplificadores operacionales.
Está diseñado para tener un alta impedancia de entrada y un alto rechazo al modo común (CMRR) es
una medida del rechazo que ofrece la configuración a la entrada de voltaje común. Se puede construir
a base de componentes discretos o se puede encontrar encapsulado.
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 electrocardiógrafo), para minimizar el error de medida.
El amplificador de instrumentación, es un amplificador operacional en modo diferencial con ganancia
controlada. La ventaja de este arreglo se resume en un alta impedancia de entrada y un control de
ganancia simplificado. La desventaja del otras configuraciones, como la del amplificador diferencial,
es que la impedancia depende de una de las resistencias de la entrada. La impedancia es la del
amplificador operacional, que en un caso ideal tienda a ser infinita. En la etapa de ganancia, en el
modo diferencial se tiene que mantener la relación entre R4/R3 igual a la de R2/R1 para mantener la
ganancia ajustada. En el de instrumentación solo depende de una resistencia.
Un OpAmp, proporciona una componente de salida que se debe a la amplificación de la diferencia de
las señales aplicadas a las entradas diferenciales, y una componente debida a las señales comunes en
ambas entradas.
Para calcular el CMRR de un amplificador operacional, necesitas saber la ganancia diferencial y la ganancia en modo común de dicho amplificador. La ganancia diferencial es el voltaje en la salida de los amplificadores operacionales, dividido por la diferencia en el voltaje medido en las dos entradas. La ganancia en modo común se mide haciendo referencia a ambas entradas en una sola tensión, y dividiendo la tensión de salida medida por la tensión de entrada. El CMRR, entonces, es la ganancia diferencial dividida por la ganancia en modo común.
Ejemplo de como construir un amplificador de instrumentción
Hacemos uso de las siguientes ecuaciones
Se desea construir un amplificador de instrumentación con una ganancia de 1000 y un CMRR de 120
Proponemos los siguientes valores a las resistencias
Encontramos el valor de R4
Despejamos Ao
Sustituimos valores
Sustituimos valores para R2
Sustituimos valores para Rg
Diagrama esquematico del amolificador de instrumentación
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 electrocardiógrafo), para minimizar el error de medida.
Para calcular el CMRR de un amplificador operacional, necesitas saber la ganancia diferencial y la ganancia en modo común de dicho amplificador. La ganancia diferencial es el voltaje en la salida de los amplificadores operacionales, dividido por la diferencia en el voltaje medido en las dos entradas. La ganancia en modo común se mide haciendo referencia a ambas entradas en una sola tensión, y dividiendo la tensión de salida medida por la tensión de entrada. El CMRR, entonces, es la ganancia diferencial dividida por la ganancia en modo común.
Ejemplo de como construir un amplificador de instrumentción
Hacemos uso de las siguientes ecuaciones
Se desea construir un amplificador de instrumentación con una ganancia de 1000 y un CMRR de 120
Proponemos los siguientes valores a las resistencias
Encontramos el valor de R4
Despejamos Ao
Sustituimos valores
Sustituimos valores para R2
Sustituimos valores para Rg
Diagrama esquematico del amolificador de instrumentación
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