Chip amplificador de instrumentación

Los chips amplificadores de instrumentación son chips amplificadores operacionales especializados diseñados para escenarios de adquisición de señales pequeñas- de alta-precisión. Su función principal es abordar la amplificación de señales diferenciales débiles que no pueden ser procesadas adecuadamente por amplificadores operacionales convencionales, lo que los convierte en dispositivos frontales analógicos-centrales en campos que incluyen detección industrial, medición de precisión y electrónica médica.

Estos chips suelen adoptar un diseño optimizado basado en la arquitectura clásica de tres-amplificadores-operativos. La primera etapa integra dos amplificadores no inversores emparejados de alta-precisión, que inherentemente presentan una impedancia de entrada extremadamente alta y pueden reducir significativamente el efecto de carga en la fuente de señal. Incluso cuando se interconecta con señales de sensores de nivel de milivoltios-con capacidad de salida débil, difícilmente causará atenuación de la señal. La segunda etapa integra un amplificador diferencial de alto-rendimiento que puede eliminar con precisión la interferencia de modo común-en la línea de transmisión y lograr una amplificación precisa de las señales diferenciales. Gracias al recorte por láser y la calibración de las resistencias internas durante el proceso de fabricación del chip, la tasa de rechazo de modo común (CMRR) de los amplificadores de instrumentación generalmente supera los 80 dB, y algunos productos industriales de alta gama pueden incluso superar los 120 dB. Incluso en sitios industriales con fuertes interferencias electromagnéticas, pueden compensar de manera efectiva la interferencia de frecuencia eléctrica y el ruido de modo común-de RF superpuesto en líneas de transmisión largas, y extraer señales pequeñas objetivo efectivas a partir de señales mezcladas con una gran cantidad de ruido.

En comparación con las implementaciones de amplificadores operacionales discretos que requieren numerosas resistencias externas adaptadas, los chips amplificadores de instrumentación integrados ofrecen una configuración de ganancia extremadamente simple. La mayoría de los modelos permiten un ajuste continuo de ganancia-que va desde 1x hasta varios miles de veces-usando una sola resistencia externa. Algunos modelos cuentan con resistencias de ganancia de precisión integradas-que no requieren ningún componente externo; en cambio, las configuraciones de ganancia estándar se pueden seleccionar mediante configuraciones de pines. Esto simplifica enormemente el diseño de circuitos periféricos y al mismo tiempo elimina por completo los problemas comunes a las soluciones discretas, como la CMRR reducida o la inexactitud de ganancia causada por una mala coincidencia de resistencias.