Hiểu mạch bảo vệ trong một bộ khuếch đại thiết bị

Tôi đã có một dự án để thực hiện nhưng tôi gặp khó khăn trong việc hiểu những gì đang thực sự xảy ra. Trong mạch dưới đây, tôi phải tính toán các giá trị điện trở, chọn op-amps và giải thích toàn bộ hoạt động của nó.

Đây là một in-amp cho EMG và tôi không thể hiểu được mạch bảo vệ (U1C, R1, R2) hoạt động như thế nào. Tôi đã thấy một điều tương tự trong Nghệ thuật Điện tử, nhưng mạch bảo vệ được tham chiếu đến tấm khiên (có ý nghĩa với tôi). Tuy nhiên, ở đây đầu ra op-amp được kết nối với các điện trở cài đặt khuếch đại và tôi đã nhận được từ các mô phỏng rằng nó cải thiện CMRR, nhưng tôi không hiểu nguyên tắc hoạt động.

Ngoài ra, tại sao R1 và R2 10kΩ, mà không phải 10Ω hay 10MΩ? Làm thế nào để tôi chọn dung sai? Tôi có cùng một câu hỏi cho các điện trở khác. Tôi vừa chọn các giá trị từ INA128 in-amp. Theo những gì tôi hiểu, chúng tôi không chọn các giá trị điện trở nhỏ trong bộ khuếch đại vi sai, bởi vì sự không phù hợp giữa chúng sẽ ảnh hưởng đến CMRR nhiều hơn với các điện trở giá trị lớn, nhưng các giá trị lớn bị nhiễu và chúng tôi cũng phải cung cấp đủ dòng điện phân cực, vì vậy chúng tôi phải chọn trong khoảng 10kΩ-100kΩ. Trong các bộ đệm đầu vào, chúng ta cần các điện trở giá trị lớn để đạt được 600-1000, nhưng các điện trở quá lớn tạo ra lỗi đầu vào, nhiễu, có điện dung ký sinh, v.v., nhưng tôi không chắc liệu tôi có đúng không.

instrumentation-amplifier

— Archimedes
nguồn

+1 để nghe giải thích chính xác về cách thiết lập của U1C giúp CMRR.

— MadHatter

Không có lý do để xây dựng một amp thiết bị đo. Bạn sẽ có được hiệu suất tốt hơn nhiều bằng cách MUA một chiếc, như AD622. Bạn có thể cân nhắc không bận tâm đến mạch bảo vệ - nó sẽ không mua cho bạn nhiều bằng cách thực hiện.

— Scott Seidman

Trên thực tế, bạn có thể tạo ra một người bảo vệ hoặc chân được điều khiển từ một vùng đất bằng cách sử dụng một cặp điện trở chính xác nối tiếp cho điện trở khuếch đại và đệm điểm giữa bằng một amp op.

— Scott Seidman

Tôi có một lời giải thích cho biết U1C ảnh hưởng đến CMRR như thế nào. Tôi cũng đã tạo tệp PDF của lời giải thích sau đây và tải lên trong ổ đĩa của mình có thể tìm thấy ở đây . Tệp PDF dễ đọc hơn các tệp sau

Giải trình:

Các mạch mạng có thể được chia thành hai phần. Phần đầu tiên bao gồm U1B, U1C và U1D. Phần thứ hai bao gồm U1A (mạch khuếch đại vi sai thông thường).

Hãy xem xét phần đầu tiên, phần lấy đầu vào và tăng CMRR. Tại op-amp U1C, điện áp tại cực + Ve và đầu cực HPVe bằng nhau. Vì vậy, cả hai đều là không bay hơi. Vậy có nghĩa là điện áp V bằng 0 trong mạch sau (nửa đầu của mạch):

Vì dòng điện thiên vị đầu vào gần như bằng 0, op-amp rút ra gần như 0 dòng. Vì vậy, theo luật KCL, từ mạch trên, chúng ta nhận được:

\frac{0 - V_{2}}{R_{1}} = = \frac{V_{1} - 0}{R_{2}}

$\frac{0-V_2}{R_1} = \frac{V_1-0}{R_2}$

$R_1$ $R_2$ $V_2 = -V_1$ $V_1$ $V_2$ $R_1$ $R_2$

Giải thích thêm:

$x$

Đầu ra của op-amp U1D ở trên là:

V_{2} = = \frac{1 + R_{7}}{R_{9}} \cdot (V_{b} - x)

$V_2 = {\frac{1+R_7}{R_9}}\cdot(V_b-x)$

$V_2$

V_{1} = = \frac{1 + R_{số 8}}{R_{10}} \cdot (V_{một} - x)

$V_1 = {\frac{1+R_8}{R_{10}}}\cdot(V_a-x)$

$V_1$

${V_1}\cdot{R_1}={-V_2}\cdot{R_2}$ $R_1=R_2$

x = = V_{một} + V_{b}

$x = V_a+V_b$

Vì thế

V_{1} = = \frac{1 + R_{số 8}}{R_{10}} \cdot (\frac{V_{một}}{2} - \frac{V_{b}}{2})

$V_1= {\frac{1+R_8}{R_{10}}}\cdot(\frac{V_a}{2}-\frac{V_b}{2})$

và

V_{2} = = \frac{1 + R_{7}}{R_{9}} \cdot (\frac{V_{b}}{2} - \frac{V_{một}}{2})

$V_2= {\frac{1+R_7}{R_9}}\cdot(\frac{V_b}{2}-\frac{V_a}{2})$

$R_8=R_7$ $R_9=R_{10}$

V_{1} = = V_{một} - V_{b}

$V_1=V_a-V_b$

và

V_{2} = = V_{b} - V_{một}

$V_2=V_b-V_a$

Bây giờ hãy xem xét các mạch sau

Từ mạch trên

C M R R = = \frac{V_{1} - V_{2}}{\frac{V_{1} + V_{2}}{2}}

$CMRR=\frac{V_1-V_2}{\frac{V_1+V_2}{2}}$

Từ các giá trị trên, chúng tôi nhận được:

C M R R = = \frac{2 (V_{một} - V_{b})}{0} = = \infty

$CMRR = \frac{2(V_a-V_b)}{0}=\infty$

CMMR vô cùng bằng nhau chỉ là lý thuyết vì không thể kháng chính xác bằng nhau. Họ có mức độ khoan dung.

Lưu ý: CMRR là giá trị cho bộ khuếch đại vi sai xem xét các hiệu ứng của U1B, U1C và U1D.

— người dùng3219492
nguồn