ОУ и источник тока эмулируют инструментальный усилитель

Журнал РАДИОЛОЦМАН, август 2017

Dobromir Dobrev

EDN

Классические инструментальные усилители на трех или двух операционных усилителях являются стандартным средством усиления дифференциальных сигналов малой амплитуды, загрязненных сильными синфазными шумами. В некоторых приложениях используются плавающие источники сигнала с высоким последовательным выходным импедансом, которые требуют соответствующего усилителя с высокоимпедансным входом. В этой статье предлагается альтернативный подход, основанный на упрощенной схеме усилителя (Рисунок 1). Основная идея состоит в том, чтобы измерять ток на входе B усилителя (I_B) и вводить ток такой же величины на вход A (I_A), объединив трансимпедансный усилитель виртуальной земли (A₁) с источником тока, управляемым напряжением (G₁). Таким образом, G₁ уравновешивает токи синфазных помех. Кроме того, напряжение входа B является потенциалом виртуальной земли.

Рисунок 1.	Управляемый напряжением источник тока и инвертирующий усилитель эмулируют инструментальный усилитель.

Практическая схема усилителя двухэлектродного источника биосигналов электрокардиографа приведена на Рисунке 2. Микросхема IC_2B включена в конфигурации трансимпедансного усилителя. Устойчивость этого каскада обеспечивается конденсатором обратной связи C_FB. Дифференциальный усилитель INA134 (IC₁) и операционный усилитель IC_2A образуют высококачественный двунаправленный источник тока, управляемый напряжением. В качестве IC₁ можно использовать множество других микросхем, таких как INA132, INA133, INA152, INA154, INA105 или AMP03. Оставшаяся часть схемы состоит из двух обычных неинвертирующих каскадов. Предложенная схема может оказаться полезной во многих двухпроводных или двухэлектродных приложениях, в которых требуются высокие значения входных импедансов усилителя.

Рисунок 2.	Этот усилитель биосигналов имеет высокий входной импеданс, необходимый для медицинских приложений.

Материалы по теме