[의용전자실험] 실험5. 계측용 증폭기와 브리지 회로 [사전보고서]

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의용전자실험 A+받은 하나뿐인 보고서입니다.

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본문내용

1. 실험목표
instrumentation amplifier와 Transducer Bridge의 원리와 작동법을 실험을 통해 숙지한다.
2. 실험이론
* 계측용 증폭기
-op amp는 기본적으로 차동입력을 갖고 있다. 차동증폭기를 사용할 때 가장 중요한 것 중 하나가 CMRR(동상제거비). 즉 신호가 들어 왔을때 동상신호를 어마나 정확하게 제거해 주는가 하는 것이다. 이것은 op-amp자체의 특성에 의해서도 좌우되지만 주변 부품 등에 의해서도 상당히 좌우된다. 또한 op-amp만으로 차동회로를 구성하면 아무래도 입력임피던스를 높일 수 없습니다. 그래서 입력단은 voltage follower를 이용해 임피던스를 높이고 뒷단에서 차동회로를 구성한다.
계측용 증폭기의 구성을 살펴보면 변환기 회로에서 발생된 잡음은 증폭되어 판독장치에 나타나기 때문에 특히 중요한 문제가 되는데 이러한 형태의 잡음을 감쇠하기 위하여 대부분 기기는 첫 단계 증폭으로서 차동증폭기를 이용한다. 이러한 변환기 회로에서 나타나는 공통방식의 잡음은 증폭기의 전환 및 비전환단자의 양쪽에 같은 위상으로 나타나서 출력에서 노이즈가 상쇄된다. 차동증폭기로 잡음을 제거하는데 불충분한 경우에는 계측용증폭기가 사용된다. 계측용 증폭기는 임피던스 면에서는 버퍼AMP와 같고, 차동AMP의 특징인 common mode noise를 제거 효과가 있으며, 또한 gain을 조절하기가 용이하다.
*Triple-Op-Amp IAs
위의 계측용 증폭기는 3개의 연산증폭기로 구성되어있다. 연산증폭기 3개의 저항 R1, R2, R3과 교차 연결되어 있으며 계측용 증폭기의 입력단계를 구성한다. 위의 R1에 흐르는 전류는 , R2에 흐르는 전류, R3에 흐르는 전류는 이렇게 된다. 여기서 v3는 node1에서 나오는 전압이고 v4는 node7에서 나오는 전압이다. 위의 전류공식을 보면 i1, i2, i3의 사이의 관계는 i1=-i2=-i3이다.
따라서 , 이고,
여기서 v4-v3를 구하면
이 된다.
우측의 앰프는 difference amp이므로 전에 유도한 공식을 적용시키면,
출력전압공식은

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