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Amplificador Operacional   
Aula05: Amplificador Diferencial de Instrumentação

1. Amplificador Diferencial de Instrumentação

        Uma das restrições  do amplificador diferencial visto na aula04 é o fato  da sua impedância de entrada não ser muito alto, e mais ainda  os  valores são   diferente para  as duas  entradas e é função de R1 e R2, não sendo adequado para muitas aplicações,  como em instrumentação. Além disso o circuito  tem  um inconveniente  muito grave:  para variar o ganho é preciso variar o valor de duas resistências iguais (R2 ou R1). 

As principais características de um amplificador de instrumentação (IN AMP em ingles) são:

  • •É um bloco com ganho de malha fechada .

  • Tem entrada diferencial que normalmente é conectada a uma ponte.

  • Tem saida referenciada a um referencial (REF).

  • É balanceado (não há necessidade de ajuste de offset).

  • O ganho pode ser controlado através de um potenciômetro externo. • 

  • Rejeição em modo comum elevada (>80dB).

•

O circuito  da figura1 além de  apresentar uma altíssima  impedância de entrada    permite variar o ganho através de um a única resistência (R1).

Figura 01: Amplificador diferencial de instrumentação

  1.1. Características

Expressão da saída em função das entradas

nesta expressão

    É o ganho diferencial de tensão. Observar que, como a saída VS  não tem nenhum ponto  aterrado  é necessário o circuito diferencial já visto na aula 4, mas  com ganho igual 1(as quatro resistências iguais), de forma que

Na pratica não precisamos construir um amplificador de instrumentação com tres AO's, pois o mesmo já se encontra integrado com os três AOs em um mesmo encapsulamento. A figura 2 a  seguir mostra um exemplo deste amplificador. O ADC620, da Analog Devices,  permite variar o ganho através de um resistor externo RG. Como o amplificador vem perfeitamente balanceado de fabrica, não precisamos nos preocupar com o o ajuste de offset. Observe que o ganho é dado por um único resistor (RG).

Figura 02: Exemplo de  amplificador diferencial de instrumentação integrado - pinagem

Clique aqui para acessar o manual AD620                                    http://www.analog.com/en/specialty-amplifiers/instrumentation-amplifiers/ad620/products/product.html

2. Experiência AO11: Amplificador Diferencial de Instrumentação

2.1. Para  o circuito da figura 3,  calcule a máxima  a mínima tensão saída  VS e VS'. Anote os valores na Tabela I.
2.2. Abra  o arquivo  Exp11.CIR ou ExpAO11  (Multisim 10.1) identifique o circuito da figura 2. Meça a tensão de saída para cada um dos limites de   RV .    

( a )

( b )

Figura 03: Amplificador diferencial de instrumentação

               

 

TabelaI: Amplificador diferencial de instrumentação - valores medidos e calculados 

Valores Calculados  

Valores Simulados 

RV no mínimo 

RV no máximo

RV no mínimo 

RV no máximo

Vs' 

Vs

Vs'

Vs

Vs'

Vs

Vs'

Vs

 

 

 

 

 

 

 

 

Respostas:  RV no mínimo   - RV no máximo

2. 3. Conclusões:

2.4. Para o circuito da figura 4 calcule a tensão na saída (Vs)  para os valores de entrada da tabela II. Em seguida  abra o arquivo ExpA11b (Multisim) e meça a tensão de saída para os mesmos valores de entrada da tabela III.


( a )


( b )
Figura 04: AD 620   ( a ) Pinagem ( b ) Amplificador Diferencial  de instrumentação 

Tabela II:Amplificador diferencial de instrumentação AD620 - Valores calculados e medidos da tensão de saída

Ve1(V) Ve2(V) Vs(Calculado) (V) Vs(Medido)(V)
2,5 2,0    
2,0 2,5    
2,5 2,5    

2.5. Baseado nas medidas efetuadas escreva as  suas conclusões.

 

Bibliografia:UTILIZANDO ELETRÔNICA COM AO, SCR, TRIAC,SCR,555  - Rômulo Oliveira Albuquerque e Antonio Carlos Seabra - Ed Erica

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