AMPLIFICADORES

Páginas: 7 (1717 palavras) Publicado: 3 de dezembro de 2014
AMPLIFICADOR DE INSTRUMENTAÇÃO


1. Introdução


Amplificadores de Instrumentação têm grande importância para o processamento de sinais em diversas aplicações.

Os Amplificadores de Instrumentação podem ser implementados em topologias que associam dois ou três amplificadores operacionais com o intuito de obter características melhores que as apresentadas por um único amplificadoroperacional.

Este trabalho apresenta o projeto de um amplificador de instrumentação usando amplificadores operacionais com gm constante. O termo gm, denominado transcondutância, representa a variação da corrente ID com relação a uma perturbação da tensão VGS.

Estágios de amplificação com gm constante são normalmente implementados com pares diferenciais MOS complementares na entrada. O controle dogm é necessário para manter equilibrada a corrente nos pares diferenciais, tornando a transcondutância da junção constante ao longo de toda taxa de tensão em modo comum na entrada.

Os Amplificadores de Instrumentação integrados em tecnologia CMOS são geralmente implementados com a técnica da subtração de corrente mostrada na Figura 1 (Amplificador de Instrumentação com a técnica de subtração decorrente). Os espelhos de corrente MOP1 e MOP2 replicam as correntes de alimentação dos estágios de saída de OP1 e OP2 para o circuito subtrator de corrente (I1 - I2). A corrente resultante desta operação flui pelo resistor RS. A queda de tensão que esta corrente provoca em RS constitui, em última instância, o sinal de saída do amplificador, uma vez que OP3 opera em ganho unitário.



2.Desenvolvimento
Um amplificador de instrumentação é um dispositivo criado a partir de amplificadores operacionais. Está desenhado para ter uma alta impedância primeiramente e uma alta rejeição ao modo comum (CMRR). Pode-se construir a base de componentes discretos ou pode-se encontrar circuito integrado/ encapsulado.
Sua utilização é comum em aparelhos que trabalham com sinais muito débis, tais comoequipas médicas (por exemplo, o eletrocardiograma), para minimizar o erro de medida. Nessa situação as principais exigências são a alta velocidade e precisão de medida com um condicionamento robusto de sinal numa ampla faixa de tensões.
2.1. Amplificador Operacional

O amplificador operacional é um dispositivo que pode realizar operações matemáticas como adição, subtração, multiplicação,divisão, diferenciação, integração e logaritmo, além de outras como comparação e amplificação.

O amplificador é, na realidade, um circuito complexo composto de inúmeros transistores, diodos e resistores encapsulados como um circuito integrado. Comercialmente há diversos tipos de circuitos integrados de amplificadores operacionais.

Uma das razões da popularidade do amplificador operacional é a suaversatilidade, já que podem ser usados para diversas finalidades. É importante também o fato que os Amp. Op. tem características muito próximas das que supomos ideais. Além disso, os circuitos com Amp. Op. trabalharam com níveis muito próximos daqueles que projetamos num funcionamento teórico.

São circuitos bastante usados em instrumentação analógica para o processamento de sinais em diversasaplicações, tais como: sistemas biomédicos, instrumentação industrial e equipamentos de análises científicas.

2.2. Amplificador de Instrumentação

2.2.1. Descrição do Circuito

Nos amplificadores de instrumentação, os blocos OP1, OP2 e OP3 são construídos como amplificadores operacionais de transcondutância (OTA), constituídos de um único par diferencial na entrada (canal p ou n). Essaconfiguração limita a tensão de entrada em modo comum, especialmente quando o amplificador é alimentado com baixa tensão.

Muitas vezes é desejável que os sinais de saída e entrada possam variar em uma faixa tão ampla quanto a própria tensão de alimentação. Os circuitos que permitem que os sinais de entrada e saída atinjam valores próximos às tensões de alimentação são chamados rail-to-rail....
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