Ganho do Amplificador de Instrumentação

Fórmula

Descrição

O amplificador de instrumentação (INA) de três amp-ops é a topologia padrão para a medição diferencial de precisão. O primeiro andar (dois amp-ops) fornece ganho ajustável definido por uma única resistência Rg, com a fórmula G₁ = 1 + 2R₁/Rg. O segundo andar (amplificador de diferença) fornece ganho fixo G₂ = R₃/R₂, tipicamente definido como unitário. O ganho total é G₁ × G₂. A principal vantagem é que o ganho é definido por uma única resistência (Rg) mantendo um excelente CMRR, alta impedância de entrada e baixa deriva. Os CIs INA dedicados (INA128, AD620, AD8421) integram os três amp-ops com resistências ajustadas a laser.

Variáveis

• G — Ganho de tensão total (V/V)
• R₁ — Resistências do andar de entrada (Ω, ambas iguais)
• Rg — Resistência de definição de ganho (Ω)
• R₃ — Resistência de realimentação do andar de diferença (Ω)
• R₂ — Resistência de entrada do andar de diferença (Ω)

Notas Práticas

Para CIs INA com R₃/R₂ = 1 (segundo andar unitário), G = 1 + 2R₁/Rg. Fórmulas de ganho comuns dos CIs: INA128/INA129: G = 1 + 50kΩ/Rg, AD620: G = 1 + 49,4kΩ/Rg. O CMRR melhora com ganho mais elevado e melhor emparelhamento de resistências. Para Rg = ∞ (aberto), G = 1 (ganho unitário). Para o CMRR máximo, a razão R₃/R₂ deve estar precisamente emparelhada entre os dois lados do amplificador de diferença — mesmo um desemparelhamento de 0,1% limita o CMRR a cerca de 66 dB.