Amplificadores de instrumentación – Electrónica Galicia

Descripción básica del funcionamiento

Los amplificadores de instrumentación son un tipo de amplificadores diferenciales que han sido provistos de búferes de entrada, eliminando de esta manera la necesidad de la adaptación de impedancias de entrada. Esto, unido a las elevadas ganancias que se pueden conseguir con estos amplificadores y el normalmente bajo ruido de entrada, convierte a estos amplificadores en la solución ideal para circuitos de test y medida.

Como características típicas de estos amplificadores se pueden mencionar:

Muy bajo nivel de offset de continua (DC), prácticamente imperceptible en muchos casos
Baja deriva (drift), alta estabilidad de sus características
Muy bajo nivel de ruido
Alta ganancia en bucle abierto (open-loop gain)
Alta relación de rechazo en modo común (CMRR)
Impedancia de entrada del orden de GΩ (de hecho, a efectos prácticos se suele considerar infinita)

El amplificador de instrumentación es un circuito formado generalmente por tres amplificadores operacionales, dos de los cuales funcionan como búferes de tensión con una red de realimentación común a su salida, y el tercero como amplificador diferencial propiamente dicho, tal y como se muestra en la siguiente figura:

Con una relación de ganancia que viene dada por:

$\begin{equation*}A_v = \frac{V_{out}}{V_{in}} = \frac{R_3}{R_2} \cdot \left(1+\frac{2R_1}{R_{gain}} \right)\end{equation*}$

Los fabricantes, a la hora de diseñar los circuitos integrados de los amplificadores de instrumentación, suelen forzar $R_2 = R_3$ , o bien (menos comúnmente) $R_3 = k \cdot R_2$ , con $k$ un valor entero. Asimismo, la $R_{gain}$ se suele denotar como $R_g$ ; de forma que la ganancia característica del circuito integrado es de la forma:

$\begin{equation*}A_v = \frac{V_{out}}{V_{in}} = 1 + \frac{C}{R_{g}}\end{equation*}$

O bien, en algunos casos:

$\begin{equation*}A_v = \frac{V_{out}}{V_{in}} = k \left( 1 + \frac{C}{R_{g}} \right) = k + \frac{\tilde{C}}{R_{g}}\end{equation*}$

Donde $C = 2 \cdot R_1$ siguiendo la primera relación. El valor de $C$ (o $\tilde{C}$ ) se da en las hojas de características de cada circuito integrado, y $R_{gain}$ no viene incluida en el circuito integrado, sino que es una resistencia externa al mismo que se ha de proporcionar en el circuito de aplicación, de forma que se permite fijar la ganancia deseada a través de su valor óhmico. En caso de no proporcionar resistencia externa, los terminales de $R_g$ quedarían en circuito abierto, considerándose $R_g = \infty$ . Consecuentemente, la ganancia obtenida será unitaria (o de valor $k$ de ser el caso).

Placas disponibles

La documentación relativa a las placas se encuentra aquí.

AMP826

Placa de adaptación / evaluación compacta, lista para ser pinchada en placa de prototipos (protoboard), y provista de:

El amplificador de instrumentación deseado a elección de entre los compatibles (ver tabla inferior).
Una bomba de tensión para generar la tensión de alimentación negativa a partir de la positiva.
Huella para soldar una resistencia de ganancia $R_g$ (o dos en paralelo si el valor deseado lo hace conveniente) en encapsulado 1206 con un pequeño espacio adicional, para facilitar la tarea de soldadura.

De forma que baste proporcionar la tensión de alimentación en corriente continua y la señal de entrada para poder obtener la señal de salida.

C.I.	Fabricante	Relación de ganancia	CMRR	Hoja característica	Ref.	Precio *
INA826	Texas Instruments	1 + 49400/R_g	120 dB	Hoja INA826	AMP826-826	9,50 €
INA821	Texas Instruments	1 + 49400/R_g	140 dB	Hoja INA821	AMP826-821	12,30 €
INA819	Texas Instruments	1 + 50000/R_g	140 dB	Hoja INA819	AMP826-819	12,00 €
AD8227	Analog Devices	5 + 80000/R_g	> 100 dB	Hoja AD8227	AMP826-8227	9,80 €
AD8429	Analog Devices	1 + 6000/R_g	> 90 dB	Hoja AD8429	AMP826-8429	18,50 €
AD8422	Analog Devices	1 + 19800/R_g	150 dB	Hoja AD8422	AMP826-8422	14,50 €

* Precio con componentes montados (montaje ordinario), trazabilidad de procedencia de los mismos incluida. IVA (21%) incluido. Portes no incluidos.

AMP828

Placa de adaptación / evaluación compacta, lista para ser pinchada en placa de prototipos (protoboard), y provista de:

El amplificador de instrumentación deseado a elección de entre los compatibles (ver tabla inferior).
Una bomba de tensión para generar la tensión de alimentación negativa a partir de la positiva.
Huella para soldar una resistencia de ganancia $R_g$ (o dos en paralelo si el valor deseado lo hace conveniente) en encapsulado 1206 con un pequeño espacio adicional, para facilitar la tarea de soldadura.

De forma que baste proporcionar la tensión de alimentación en corriente continua y la señal de entrada para poder obtener la señal de salida.

C.I.	Fabricante	Relación de ganancia	CMRR	Hoja característica	Ref.	Precio *
INA828	Texas Instruments	1 + 50000/R_g	140 dB	Hoja INA828	AMP828-828	12,50 €
INA126	Texas Instruments	5 + 80000/R_g	83 dB	Hoja INA126	AMP828-126	11,00 €
INA128	Texas Instruments	1 + 50000/R_g	120 dB	Hoja INA128	AMP828-128	21,00 €
INA129	Texas Instruments	1 + 49400/R_g	120 dB	Hoja INA129	AMP828-129	16,00 €
INA333	Texas Instruments	1 + 100000/R_g	100 dB	Hoja INA333	AMP828-333	12,20 €
AD8223	Analog Devices	5 + 80000/R_g	96 dB	Hoja AD8223	AMP828-8223	10,30 €
AD620	Analog Devices	1 + 49400/R_g	100 dB	Hoja AD620	AMP828-620	22,50 €
AD622	Analog Devices	1 + 50500/R_g	> 66 dB	Hoja AD622	AMP828-622	19,50 €
AD627	Analog Devices	5 + 200000/R_g	> 83 dB	Hoja AD627	AMP828-627	19,20 €

* Precio con componentes montados (montaje ordinario), trazabilidad de procedencia de los mismos incluida. IVA (21%) incluido. Portes no incluidos.

Para pedidos, envíe un correo a info@electronicagalicia.es, indicando referencias deseadas y cantidad. Existe posibilidad de precios especiales según cantidad. Consúltenos.