Дифференциальный усилитель на основе трех ОУ. Инструментальный усилитель. Достоинства недостатки.

Схема дифференциального усилителя, которая не требует точного согласования сопротивлений резисторов, а коэффициент усиления которой можно перестроить изменением сопротивления одного из резисторов, приведена на рис.1.

В обычный дифференциальный усилитель  введена схема на  и , включенных для входного напряжения с последовательной ООС, то есть с высоким входным сопротивлением.

Рис.1. Инструментальный усилитель

Выходное напряжение будет иметь вид:

.

Напряжения  и  найдем методом наложения

; ;

; .

В итоге

;

или

.

Таким образом, коэффициент усиления схемы

и при  строгого равенства не требуется.

Из формулы расчета  видно, что коэффициент усиления можно изменять резистором r.

Важным достоинством данного усилителя является независимость коэффициента усиления синфазной составляющей входного каскада ( , ) от коэффициента усиления для дифференциальной составляющей. Действительно, если положить, что , то напряжения  и  равны выходному напряжению . В рассмотренных ранее схемах это не так. В них уровень синфазной составляющей зависит от коэффициента усиления.

Недостаток, обусловленный высокой степенью согласованности сопротивлений резисторов, устраняется тем, что они формируются за счет интегральной технологии. Резистор r выносится за пределы интегральной микросхемы. Реализация такого подхода представлена, например, в микросхеме AD620 (см. рис.2). Цифрами 1, 2 и так далее обозначены номера выводов микросхемы.

Рис.2. Функциональная схема инструментального усилителя AD620