एक इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर में गार्डिंग सर्किट को समझना

मुझे बनाने के लिए एक परियोजना मिली है, लेकिन मुझे यह समझने में परेशानी है कि वास्तव में क्या चल रहा है। नीचे सर्किट में, मुझे रोकनेवाला मानों की गणना करनी है, ऑप-एम्प्स चुनें और समझाएं कि पूरी चीज कैसे काम करती है।

यह EMG के लिए एक इन-एम्पी है और मैं यह नहीं समझ सकता कि गार्डिंग सर्किट (U1C, R1, R2) कैसे काम करता है। मैंने इलेक्ट्रॉनिक्स की कला में एक समान चीज देखी, लेकिन गार्डिंग सर्किट को ढाल (जो मुझे समझ में आता है) के लिए संदर्भित किया गया था। हालाँकि, यहाँ op-amp आउटपुट गेनिंग रेसिस्टर्स से जुड़ा है और मुझे सिमुलेशन से मिला है कि यह CMRR को बेहतर बनाता है, लेकिन मैं ऑपरेशन के सिद्धांत को नहीं समझता।

इसके अलावा, R1 और R2 10kΩ, और 10Ω या 10M1 क्यों नहीं हैं? मैं सहिष्णुता कैसे चुनूं? अन्य प्रतिरोधों के लिए मेरे पास एक ही सवाल है। मैंने अभी INA128 in-amp से मानों को चुना है। जो मैं समझता हूं, हम अंतर एम्पलीफायर में छोटे अवरोधक मानों का चयन नहीं करते हैं, क्योंकि उनके बीच का बेमेल बड़े मूल्य प्रतिरोधों की तुलना में CMRR को अधिक प्रभावित करेगा, लेकिन बड़े मूल्य शोर हैं और हमें पर्याप्त पूर्वाग्रह वर्तमान भी प्रदान करना चाहिए, इसलिए 10kΩ-100kΩ के बीच चयन करें। इनपुट बफ़र्स में हमें 600-1000 के लाभ के लिए बड़े मूल्य प्रतिरोधों की आवश्यकता होती है, लेकिन बहुत बड़े प्रतिरोधक इनपुट त्रुटि बनाते हैं, शोर होते हैं, परजीवी समाई आदि होते हैं, लेकिन मुझे यकीन नहीं है कि मैं सही हूं।

instrumentation-amplifier

— आर्किमिडीज
स्रोत

U1C का सेटअप CMRR को कैसे मदद करता है, इसका सटीक विवरण सुनने के लिए +1।

— मध्याह्न

इंस्ट्रूमेंटेशन amp बनाने का कोई कारण नहीं है। AD622 की तरह, आपको एक से अधिक बेहतर प्रदर्शन मिलेगा। आप गार्ड सर्किट से परेशान नहीं होने पर विचार कर सकते हैं - यह प्रदर्शन के माध्यम से आपको ज्यादा नहीं खरीदेगा।

— स्कॉट सेडमन

आप वास्तव में, लाभ अवरोधक के लिए श्रृंखला में सटीक प्रतिरोधों की एक जोड़ी का उपयोग करके और एक सेशन के साथ मध्य बिंदु को बफ़र करके एक रैंप से एक गार्ड या संचालित पैर उत्पन्न कर सकते हैं।

— स्कॉट सेडमन

मेरे पास एक स्पष्टीकरण है जो बताता है कि U1C CMRR को कैसे प्रभावित करता है। मैंने निम्नलिखित स्पष्टीकरण की पीडीएफ फाइल भी बनाई है और अपने ड्राइव में अपलोड की है जो यहां मिल सकती है । पीडीएफ फाइल निम्नलिखित की तुलना में पढ़ने में आसान है

स्पष्टीकरण:

नेट सर्किट को दो भागों में विभाजित किया जा सकता है। पहले भाग में U1B, U1C और U1D शामिल हैं। दूसरे भाग में यू 1 ए (सामान्य अंतर एम्पलीफायर सर्किट) शामिल है।

पहले भाग पर विचार करें, वह हिस्सा जो इनपुट लेता है और CMRR को बढ़ाता है। Op-amp U1C में, + Ve टर्मिनल और –Ve टर्मिनल पर वोल्टेज बराबर होता है। तो दोनों शून्य अस्थिर हैं। तो इसका मतलब है कि वोल्टेज V निम्नलिखित सर्किट में शून्य है (सर्किट का पहला भाग):

जैसा कि इनपुट बायस करंट लगभग शून्य है, सेशन-एम्पी लगभग 0 करंट खींचता है। तो उपरोक्त सर्किट से केसीएल कानून द्वारा, हम प्राप्त करते हैं:

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

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

जैसा $R_1$ के बराबर हो जाता है $R_2$ , हमें मिला $V_2 = -V_1$ । याद रखें कि ये $V_1$ तथा $V_2$ अंतर एम्पलीफायर के लिए इनपुट हैं। इसलिए इनपुट सिग्नल का अंतर बढ़ता है और उनका औसत शून्य हो जाता है $R_1$ के बराबर हो जाता है $R_2$ । और यह op-amp U1C की मदद से होता है (याद रखें कि यह op-amp शून्य करंट को आकर्षित करने में मदद करता है और यह V = 0 बनाता है)।

अधिक स्पष्टीकरण:

हमें ऊपरी बाएं op-amp U1D का विश्लेषण करें। Op-amp U1C का आउटपुट होने दें $x$ वोल्ट। तो op-amp U1C को अलग वोल्टेज स्रोत के रूप में दिखाया गया है जैसा कि नीचे दिखाया गया है:

उपरोक्त op-amp U1D का आउटपुट है:

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

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

यह वास्तव में हमारी $V_2$ । इसी तरह, U1B का आउटपुट है:

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

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

यह वास्तव में हमारी $V_1$ ।

जैसा ${V_1}\cdot{R_1}={-V_2}\cdot{R_2}$ तथा $R_1=R_2$ (आंकड़े से), हमें मिलता है:

x = V_{a} + V_{b}

$x = V_a+V_b$

इसलिए

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

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

तथा

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

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

जैसा $R_8=R_7$ तथा $R_9=R_{10}$ , हमें मिला:

V_{1} = V_{a} - V_{b}

$V_1=V_a-V_b$

तथा

V_{2} = V_{b} - V_{a}

$V_2=V_b-V_a$

अब निम्नलिखित सर्किट पर विचार करें

उपरोक्त सर्किट से

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

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

उपरोक्त मूल्यों से हम प्राप्त करते हैं:

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

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

CMMR बराबर अनन्तता सिर्फ सिद्धांत है क्योंकि प्रतिरोध छावनी के बराबर नहीं है। उनमें सहनशीलता का स्तर होता है।

नोट: CMRR U1B, U1C और U1D के प्रभावों को देखते हुए अंतर एम्पलीफायर का मूल्य है।

— user3219492
स्रोत