Instrumentation Amplifier-Amplificatore da strumentazione, prof Levantino - E.11.3

E11.3 Instrumentation amplifier

Si consideri il circuito in figura.

1. Considerando V_REF = 0 V, V_A = V_B = V_CM, determinare l'espressione del guadagno ideale di modo comune: G_ID = V_out/V_CM
2. Considerando V_REF = 0, V_A = -V_d/2 e V_B = +V_d/2, determinare l'espressione del guadagno ideale di modo differenziale: G_ID = V_out/V_d
3. Considerando V_A = V_B = 0 V, determinare l'espressione del guadagno ideale: G_ID = V_out/V_REF

25/11/2019

Politecnico di Milano

E11.3 Instrumentation amplifier

Si consideri il circuito in figura.

1. Considerando V_REF = 0, V_A = V_B = V_CM, determinare l’espressione del guadagno ideale di modo comune:

G_ID = V_out/V_CM

2. Considerando V_REF = 0, V_A = -V_d/2 e V_B = +V_d/2, determinare l’espressione del guadagno ideale di modo differenziale:

G_ID = V_out/V_d

3. Considerando V_A = V_B = 0 V, determinare l’espressione del guadagno ideale

G_ID = V_out/V_REF

25/11/2019

Politecnico di Milano

11.3

Viene chiesto il guadagno di modo comune di questo INA (Instrumentation Amplifier). In particolare si ha che, dati due segnali V_A e V_B, è sempre possibile scomporlo in un segnale differenziale V_diff = V_A - V_B e un segnale a modo comune V_CM = (V_A + V_B) / 2 che contiene informazioni su ciò che i due segnali hanno in comune.

Per studiare il guadagno Common Mode (CM), basta porre V_A = V_B = V_CM.

L'effetto dei due opamp in ingresso fa sì che la tensione ai capi di R_g sia V_Rg = V_CM - V_CM = 0. Non si ha dunque alcuna corrente in R_g, e dunque nessuna corrente in R₁.

Si ha dunque che lo stadio differenziale vede in ingresso V_CM e V_CM.

Prima di procedere ha senso studiare lo stadio differenziale; usato il principio di sovrapposizione si ha che:

• Spengo V₂
• Spengo V_A

Usando i risultati: V_out = V₂ - V₁ = (V₂ - V₁) R₃ / R₂         → tornando all'esercizio se V₁ = V₂ = V_CM allora V_out (V_CM - V_CM) R₃ / R₂ = ∅