1. Измерительные усилители

Измерительный, или инструментальный, усилитель — это устройство с дифференциальным входом. Усилитель строится так, что он усиливает только разность напряжений, поданных на его входы и не реагирует на синфазное входное напряжение (см. рисунок). Для большинства микросхем измерительных усилителей коэффициент усиления (передачи) по напряжению находится между 1 и 1000.

В инженерной практике реальные устройства, как правило, заменяются некоторыми идеализированными моделями, что дает возможность более наглядно представить себе пути решения поставленной задачи. Модель может не отражать всех свойств реального объекта, но, во всяком случае, дает возможность определить, какие ее параметры нуждаются в уточнении. Итак, идеальный измерительный усилитель обладает следующими характеристиками: постоянный коэффициент усиления, не зависящий от времени, частоты и амплитуды входного сигнала, сопротивления нагрузки, температуры и влажности; бесконечный коэффициент подавления синфазного напряжения и изменений напряжения питания; нулевые входное и выходное напряжения смещения и дрейфы этих смещений, а также нулевой выходной импеданс при любых амплитудах сигнала, отдаваемого усилителем в нагрузку. Обычно инструментальный усилитель служит первым каскадом измерительной или преобразовательной схемы, где основным требованием является точность. Во многих случаях входной сигнал подается на измерительный усилитель с мостовой схемы или датчика, преобразующих неэлектрическую величину в аналоговый электрический сигнал. Основные проблемы, которые приходится решать разработчику при усилении этого сигнала для обработки последующими каскадами, связаны с подавлением шумов и нестабильностью коэффициента усиления при воздействии внешних факторов.

Рис. 1.1. Измерительный усилитель на одном операционном усилителе.