Instrumentatie Versterkerchip

Instrumentatieversterkerchips zijn gespecialiseerde operationele versterkerchips die zijn ontworpen voor kleine- signaalverwervingsscenario's met hoge -precisie. Hun kernfunctie is het aanpakken van de versterking van zwakke differentiële signalen die niet goed kunnen worden verwerkt door conventionele operationele versterkers, waardoor ze een belangrijk analoog front--apparaat worden op gebieden als industriële detectie, precisiemeting en medische elektronica.

Deze chips hebben doorgaans een geoptimaliseerd ontwerp, gebaseerd op de klassieke architectuur met drie-operationele- versterkers. De eerste trap integreert twee hoog-precies afgestemde niet-inverterende versterkers, die inherent een extreem hoge ingangsimpedantie hebben en het belastingseffect op de signaalbron aanzienlijk kunnen verminderen. Zelfs als het wordt gekoppeld aan millivolt-niveausensorsignalen met een zwak uitgangsvermogen, zal dit nauwelijks signaalverzwakking veroorzaken. De tweede trap integreert een hoogwaardige differentiële versterker- die common{9}}mode-interferentie op de transmissielijn nauwkeurig kan elimineren en een nauwkeurige versterking van differentiële signalen kan bewerkstelligen. Dankzij het lasertrimmen en kalibreren van interne weerstanden tijdens het fabricageproces van de chip bereikt de gebruikelijke-mode-rejectieratio (CMRR) van instrumentatieversterkers doorgaans meer dan 80 dB, en sommige hoogwaardige-industriële producten kunnen zelfs de 120 dB overschrijden. Zelfs op industriële locaties met sterke elektromagnetische interferentie kunnen ze op effectieve wijze interferentie van netfrequenties en RF commonmode-ruis die op lange transmissielijnen wordt gesuperponeerd compenseren, en effectieve kleine doelsignalen extraheren uit signalen gemengd met een grote hoeveelheid ruis.

Vergeleken met discrete op{0}}amp-implementaties waarvoor talloze externe, aangepaste weerstanden nodig zijn, bieden geïntegreerde instrumentatieversterkerchips een uiterst eenvoudige versterkingsconfiguratie. Bij de meeste modellen is een continue aanpassing van de versterking mogelijk-variërend van 1x tot enkele duizenden keren-met slechts één externe weerstand. Sommige modellen zijn voorzien van ingebouwde-precieze versterkingsweerstanden, waarvoor helemaal geen externe componenten nodig zijn; in plaats daarvan kunnen standaard versterkingsinstellingen worden geselecteerd via pinconfiguraties. Dit vereenvoudigt het ontwerp van perifere circuits aanzienlijk, terwijl problemen die vaak voorkomen bij discrete oplossingen, zoals verminderde CMRR of onnauwkeurigheid van de versterking veroorzaakt door slechte weerstandsafstemming, volledig worden geëlimineerd.