Quand s'agit-il d'un amplificateur d'instrumentation (In-Amp) et non d'un amplificateur opérationnel (Op-Amp)?

J'ai vu un certain nombre de configurations différentes pour les amplificateurs d'instrumentation, y compris 2 versions d'opamp. Cette

en est aussi un. Mais ce n'est qu'un amplificateur différentiel précédé de tampons d'entrée. Quand appelez-vous cela un amplificateur d'instrumentation, en d'autres termes, qu'est-ce qu'il a de si spécial qu'il mérite un nom distinct?

"Un amplificateur d'instrumentation est un dispositif de gain de tension différentielle de précision [...]." L'un des mots importants ici est "gain". Un OpAmp a un gain infini (en théorie) et n'obtient un gain défini qu'en ajoutant des circuits autour de lui. Habituellement, lors de l'utilisation d'un seul OpAmp, au moins une des entrées perd son impédance d'entrée extrêmement élevée car des résistances externes sont nécessaires.

Si vous avez besoin de deux entrées (différentielles) avec à la fois une impédance d'entrée très élevée et un gain défini, vous pouvez utiliser la configuration à deux OpAmp-InAmp dont vous parlez ou la configuration à trois OpAmp-InAmp que votre image montre. Il existe également des InAmps IC prêts à l'emploi de sociétés telles que Linear Technology ou Analog Devices.

Le circuit à trois OpAmp-InAmp dans l'image de votre question montre que deux OpAmps sont utilisés comme tampons, où ils ont toujours une haute impédance à leurs broches d'entrée non inverseuses non connectées ("+"). En alimentant leurs sorties dans un autre OpAmp, l'entrée non inverseuse supérieure ("+") devient une entrée inverseuse ("-") car elle est connectée à l'entrée inverseuse ("-") du 3e OpAmp. L'entrée non inverseuse inférieure ("+") reste non inverseuse en raison de sa connexion avec le 3e OpAmp.

Les trois OpAmp-InAmps courants utilisent une configuration légèrement différente de celle de votre image pour régler le gain avec une seule résistance (la résistance de gain externe dans le cas d'InAmps complètement intégré). Veuillez vous référer aux liens que j'ai fournis pour plus de détails.

Avec le trois-OpAmp-InAmp, vous obtenez à la fois une impédance d'entrée très élevée à deux entrées différentielles (alors que vous n'obtiendrez qu'une seule entrée avec une impédance d'entrée aussi élevée avec un tampon OpAmp régulier) et vous obtenez un très bon rejet des courants- signaux de mode (cela est également possible avec un seul OpAmp, mais au prix d'une diminution de l'impédance d'entrée avec les résistances, vous devez utiliser pour transformer l'OpAmp en un amplificateur différentiel).

Le circuit à deux OpAmp-InAmp nécessite moins de pièces, mais au prix d'un taux de réjection de mode commun (CMRR) pas si bon.

Voici un lien vers un très bon livre sur InAmps par Charles Kitchin et Lew Counts d'Analog où vous pouvez trouver un regard plus approfondi sur toutes ces questions.

Je suis d'accord avec ce que Zebonaut a dit, mais voici mes critères pour être un "amplificateur d'instrumentation" plus concis:

• Le gain doit être fini et connu. Parfois, le gain est fixe, comme 10x ou 100x. D'autres appareils permettent une sélection de gains prédéfinis ou vous fournissez une résistance ou quelque chose qui règle le gain.

• Les entrées sont différentielles. Le rejet en mode commun est généralement très bon, généralement bien meilleur que ce que vous pourriez faire avec un ampli op et des pièces discrètes.

• Les entrées sont à haute impédance. Vous pouvez créer un amplificateur différentiel à partir d'un seul ampli-op, mais les entrées ne sont plus à haute impédance et l'une d'elles est partiellement pilotée avec le signal de l'autre.

• C'est tout dans un seul paquet intégré s'il est vendu comme une puce "d'amplificateur d'intrumentation".

Un ampli op idéal a une impédance d'entrée infinie et une amplification infinie . Grâce à la rétroaction, vous pouvez régler l'amplification à un niveau réaliste, mais cela se fait au détriment de l'impédance d'entrée élevée. Un amplificateur d'instrumentation (inamp) est un amplificateur différentiel qui résout ce problème.
Il existe plusieurs configurations d'amplificateurs d'instrumentation, celle-ci est probablement la plus simple à comprendre:

$\times$$\Omega$$\Omega$

$R_{GAIN}$

$V_{OUT} = \left(1 + \dfrac{2 R}{R_{GAIN}}\right) \times (V_2 - V_1)$

Un amplificateur d'instrumentation est un appareil qui fournit une sortie proportionnelle à la différence de tension entre deux entrées à haute impédance. Un ampli opérationnel est un appareil qui tente de produire une sortie qui fera la différence entre deux entrées (généralement à haute impédance) zéro. Il est possible d'utiliser un ampli op et quelques résistances pour construire un circuit qui produira une sortie proportionnelle à la différence entre deux entrées NON HAUTE IMPÉDANCE. Il est également possible d'utiliser un ampli opérationnel pour produire une sortie à faible impédance égale à une entrée à haute impédance. Un amplificateur d'instrumentation est conceptuellement similaire à une paire d'amplificateurs opérationnels qui convertissent les signaux d'entrée à haute impédance en sorties à faible impédance, et alimentent un troisième amplificateur opérationnel qui produit ensuite une sortie proportionnelle à la différence entre ces signaux tamponnés. En pratique,