Qual é a diferença entre amplificadores operacionais, diferenciais e de instrumentação?

A RS Components lista três categorias de amplificadores similares: Amplificadores Operacionais , Amplificadores Diferenciais e Amplificadores de Instrumentação . Eu acho que deveria haver uma única seção chamada Amplificadores Operacionais. Por que essas três seções separadas existem? Qual é o significado dessa diferença?

Um amplificador operacional é um circuito integrado e um tanto de um componente básico. As entradas (V + e V-) de um amplificador operacional são uma impedância muito alta e muito pouca corrente entra nessas entradas por causa disso. A fórmula geral para o desempenho de um amplificador operacional é Vout = A * (V + - V-), e A é um número muito grande. Quando conectado nos modos de feedback, o amplificador operacional pode ter muitas configurações diferentes (mesmo que o ganho do "circuito aberto" seja um número muito grande.

Um amplificador diferencial, por definição, também funciona com o relacionamento Vout = A * (V + - V-), mas A pode ser um número muito menor do que em um amplificador operacional que opera em loop aberto, e as correntes nas entradas não são necessariamente zero. A impedância de entrada pode ser relativamente baixa e a impedância de entrada para cada entrada não precisa ser a mesma. Um amplificador diferencial pode ser construído com um ou mais amplificadores operacionais e alguns resistores, ou com peças mais básicas, como transistores.

Um amplificador de instrumentação é um tipo especial de amplificador diferencial. Em geral, é um amplificador diferencial, mas as impedâncias de entrada nas duas entradas são muito altas (significando correntes de entrada muito pequenas) e as mesmas para cada entrada. Geralmente, há uma maneira de alterar o ganho com um resistor. Freqüentemente, o amplificador de instrumentação possui uma configuração de três amplificadores operacionais (ou equivalente), com dois amplificadores operacionais servindo como estágio de entrada e o estágio de saída é um amplificador simples de diferença de um amplificador operacional com um ponto de referência que pode ser usado para mover a linha de base ao redor. Como os resistores no amplificador de diferença geralmente são cortados a laser dentro do circuito integrado, a rejeição do modo comum é muito alta. Existem também duas configurações de amplificador de instrumentação de amp op,

Um amplificador operacional geralmente será projetado para que, quando usado em um sistema de feedback adequado, as entradas sempre estejam dentro de uma tolerância especificada de ser igual; a maioria dos amplificadores operacionais são projetados com entrada de alta impedância, embora o quão alto seja "alto" possa variar.

Um amplificador diferencial geralmente será projetado para medir a diferença de tensão entre duas entradas; amplificadores diferenciais geralmente têm resistência de entrada equilibrada, mas finita, e muitos deles podem operar com tensões de entrada significativamente além dos trilhos. Um dos maiores problemas com esses amplificadores é que, se as entradas estiverem conectadas a itens com diferentes resistências, a corrente que entra ou sai das entradas os afetará em diferentes quantidades.

Um amplificador de instrumentação, como outros tipos de amplificador diferencial, é projetado para medir a diferença entre as tensões de entrada. Ao contrário de muitos outros amplificadores diferenciais, no entanto, um amplificador de instrumentação alimenta ambas as entradas diretamente em um estágio de amplificador não inversor de alta impedância sem outra carga resistiva. Isso significa que ambas as entradas devem estar dentro dos trilhos de suprimento, mas a falta de carga resistiva significa que nenhuma corrente significativa precisa fluir para dentro ou para fora das entradas; isso, por sua vez, significa que, mesmo que as entradas estejam conectadas a itens com diferentes resistências, essas diferenças não interferem na precisão da medição.

Amplificadores operacionais são dispositivos de uso geral que podem ser usados ​​em muitas aplicações. Se os requisitos não forem muito rigorosos, eles podem ser usados ​​para fazer amplificadores diferenciais e de instrumentação. Os amplificadores diferenciais são projetados especificamente para amplificar a diferença entre 2 sinais de entrada. Eles podem incluir resistores especialmente correspondentes para ajudar a otimizar esta função. Os amplificadores de instrumentação são projetados especificamente para aplicações que exigem excelentes características de CC, alta impedância de entrada, baixo ruído e desvio. Eles também podem incluir resistores integrados para permitir a seleção de ganho sem o uso de componentes externos. Como os amplificadores diferenciais e de instrumentação não são amplificadores operacionais de uso geral, eles geralmente são listados em categorias separadas. Embora não seja tão versátil quanto um amplificador operacional,

Os amplificadores operacionais possuem duas entradas e uma saída.

Os amplificadores de instrumentação geralmente têm três entradas (ref é uma entrada) e um recurso de controle de ganho e uma saída.

Amplificadores diferenciais geralmente têm duas saídas e geralmente duas entradas.

Nenhum é diretamente eletricamente intercambiável e isso é uma coisa de desempenho e geralmente funcional.

Todos têm como objetivo resolver soluções diferentes.