เหตุใดจึงใช้งานสองขั้นตอนสำหรับแอมพลิฟายเออร์เครื่องมือวัด

เมื่อเรามีแอมพลิฟายเออร์เครื่องมือวัดสองขั้นตอนดังต่อไปนี้

เหตุใดเราจึงต้องการระยะแรกของวงจรขยายสัญญาณสองตัว เราไม่สามารถเพียงแค่ป้อน V1 และ V2 ลงในแอมพลิฟายเออร์ต่าง

การออกแบบ 3 แอมป์มีข้อดีสามประการที่สำคัญกว่าแอมพลิฟายเออร์ที่แตกต่างกันของแอมป์เดี่ยว

1. อิมพิแดนซ์อินพุตนั้นสูงกว่ามากเนื่องจากอินพุตขับโดยตรงไปยังอินพุตแอมป์สหกรณ์แทนที่จะเป็นตัวแบ่งความต้านทาน
2. อัตราขยายสามารถตั้งค่าได้โดยการเปลี่ยนตัวต้านทานเดียวดังนั้นชิ้นส่วนที่สำคัญสามารถรวมเข้ากับชิปหนึ่งตัวได้อย่างง่ายดาย (การเพิ่มความสมมาตรให้มากที่สุด) ด้วยตัวต้านทานภายนอกเดียวสำหรับการตั้งค่าอัตราขยาย
3. ในการกำหนดค่าอัตราขยายสูงการปฏิเสธโหมดทั่วไปจะดีกว่ามากเนื่องจากการได้รับของขั้นตอนแรกจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นคูณการปฏิเสธโหมดทั่วไปของระยะที่สอง

โปรดทราบว่าโดยทั่วไปจะเป็นการดีกว่าที่จะใช้ชิพแอมพลิฟายเออร์วัดเฉพาะที่เฉพาะเจาะจงกว่าลองสร้างมันขึ้นมาเองโดยแยกชิ้นส่วนออกจากกัน การมีทุกอย่างในชิปหนึ่งจะช่วยปรับปรุงความสมมาตรและการปฏิเสธโหมดทั่วไป

$T\Omega$

นอกจากความกังวลเกี่ยวกับอิมพิแดนซ์อินพุตการเพิ่มในสองขั้นตอนยังให้การตอบสนองความถี่ที่ดีขึ้น

มีเป็นเวทีเดียวข้อมูลสมรรถภาพสูงเครื่องขยายเสียงที่แตกต่างกัน

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

หากปราศจาก Rg สิ่งนี้จะได้รับ (f + 1) Rg สามารถใช้เพื่อเพิ่มผลกำไร

อย่างไรก็ตามมันมีประสิทธิภาพลดลงในแอมป์ 3 รุ่น

ก) มันมีอัตราขยายวงเปิดน้อยกว่าดังนั้นอัตราขยายที่สูงมากจึงไม่เสถียร
b) เส้นทางสัญญาณทั้งสองมีการเลื่อนเฟสที่ต่างกันดังนั้นการปฏิเสธโหมดทั่วไปจึงใช้งานได้กับความถี่ต่ำเท่านั้น คุณสามารถปรับปรุงสิ่งนี้ได้เล็กน้อยด้วยตัวเก็บประจุที่วางอย่างมีกลยุทธ์แม้ว่า
c) ที่อัตราขยายต่ำช่วงโหมดทั่วไปจะถูก จำกัด โดย headroom ของแหล่งจ่ายไฟ
d) มันซับซ้อนกว่ามากในการวาดอย่างถูกต้อง เมื่อไม่นานมานี้ฉันได้สร้างตัวช่วยจำเพื่อรับตัวต้านทานในตำแหน่งที่ถูกต้องจากหน่วยความจำ

แต่ถ้าคุณเหลือเพียง 2 แอมป์ก็จะทำงานได้ มันช่วยให้คุณควบคุมอัตราขยายด้วยตัวต้านทานตัวแปรเดียวเช่นเดียวกับแอมพลิฟายเออร์ 3 รุ่น แต่น่าเสียดายที่เพียง 3 แอมป์รุ่นตัวต้านทานนี้ลอยอยู่

คำตอบข้างต้นมีความน่าเชื่อถือ แต่ฉันต้องการเพิ่มบางสิ่ง พิจารณาแอมพลิฟายเออร์ที่แตกต่างกัน:

เมื่อบุคคลต้องการเปลี่ยนแปลงแอมพลิฟายเออร์ที่แตกต่างกัน (ตัวอย่างเช่นใช้ประโยชน์จากความละเอียดสูงสุดของ ADC) ตัวต้านทาน 2 ตัวที่มีค่าK⋅Rจะต้องปรับอย่างสมบูรณ์แบบพร้อมกันผ่านทางตัวต้านทานแบบปรับด้วยระบบเครื่องกลไฟฟ้า ระหว่างค่าของตัวต้านทานสองตัวนี้จะส่งผลให้ไม่ได้รับการละเลยปัจจัยโหมดทั่วไป โดยทั่วไปแล้วโหมดทั่วไปในระยะก่อนหน้านี้ (เช่นสะพาน Wheatstone) นั้นใหญ่กว่าโหมดดิฟเฟอเรนเชียลจึงส่งผลให้เกิดการวัดที่ผิดพลาด