restar dos voltajes de CA con amperios de instrumentación

Un amplificador de instrumentación es esencialmente un amplificador de diferencia. La salida es directamente proporcional a la diferencia entre las dos entradas (esencialmente, que es lo que necesita) y, por lo tanto, cualquier señal de modo común, es decir, aquellas que existen en ambas entradas, en principio deben eliminarse. Parece una aplicación bastante sencilla de un inamp para mí.

Simplemente toque los voltajes en ambos puntos y vuélvalos en las dos entradas de una entrada. Debe asegurarse de que la entrada tenga suficiente ancho de banda para responder a sus armónicos, y el ruido y la estabilidad inherentes a la frecuencia de interés que proviene de la propia entrada debe ser inferior a su señal.

EDITAR:

Al mirar tu circuito, propondré una de tres posibilidades:

1. El circuito es incorrecto, y la etiqueta "Bloqueo de entrada" debe estar en la esquina derecha, como si el bloqueo no se muestra.

2. El circuito es incorrecto, y la salida de la primera opamp (el triángulo, arriba a la izquierda) va a la segunda (abajo a la izquierda) en lugar de la tercera, y a su lado en ángulo. (como entrada de referencia)

3. El circuito es correcto pero el texto no lo es, y la señal de la resistencia se usa como el bloqueo de referencia en lugar de que algo más agradable salga de la fuente actual. La resta entonces ocurre dentro del lockin implícitamente. Por lo que sé de lockins, apostaría contra esta posibilidad.

Usar un amplificador de instrumentación es fácil. Un amplificador de diferencia es un poco más complicado. En ambos casos, mire la hoja de datos para un circuito de aplicación típico. Para una entrada, la salida generalmente viene dada por G x (In + - In-) + Ref, donde G generalmente se establece mediante una resistencia o dos. La referencia es normalmente tierra, a menos que se especifique lo contrario, y le permite agregar un desplazamiento a la salida.

De lo que recojo, los dos triángulos de la izquierda pueden ser amplificadores de diferencia o instrumentación. La salida de la superior es la que desea restar de la de la inferior. Para hacer eso, una forma es enviar ambos a un tercer amplificador de instrumentación o diferencia, como en la posibilidad 1 con el bloqueo etiquetado incorrectamente. El inamp restará las dos señales y le permitirá acceder al bloqueo con impunidad.

Otra forma de realizar esta resta es enviar la salida de la entrada superior a la entrada de referencia de la entrada inferior. Sospecho que querrías que una de las dos entradas esté en polaridad inversa para que funcione, pero tendré que pensarlo. Esto correspondería a la posibilidad 2.

Aquí es una gran pieza de material de referencia para comprender los amplificadores de instrumentación. Tengo una copia en papel en mi escritorio, así que sé que es bueno. Es producido por dispositivos analógicos. No lo leas todavía ....

El circuito que ha mostrado puede tener problemas y estos están relacionados con el rechazo de CA en modo común. El amplificador superior en su diagrama tendrá un voltaje de modo común diferente en sus entradas que el amplificador inferior. El modo común significa el promedio de las dos entradas: la señal promedio en el amplificador superior en relación con el suelo es diferente del amplificador inferior. A menos que tenga muy, muy buenos amplificadores de entrada, obtendrá errores, así que recomiendo un enfoque de puente de piedra de trigo convencional con 1 amplificador de instrumentación: usaría el AD8221 de los dispositivos analógicos. Aquí hay un fragmento del libro vinculado anteriormente que muestra que se está utilizando en un esquema de excitación de CA: -

Ignora el AD630 que sigue; la parte importante es el AD8221 y el puente completo de wheatstone que está a su izquierda. Esto es para un amplificador de galga extensiométrica, pero los valores de principio y componente son prácticamente los mismos: 50 o 100 ohmios, ya que los componentes del puente no alteran el principio ni los circuitos.

Tenga en cuenta que el amplificador instro tendrá exactamente Vac / 2 en ambas entradas y como se trata de un amplificador combinado, no habrá problemas de modo común con su circuito original.

Idea alternativa También consideraría, como alternativa al uso de este tipo de circuitos, un filtro de paso bajo de alto orden en la salida del generador para reducir la tercera armónica en al menos un factor de diez. El solo hecho de hacer esto y no usar un puente de wheatstone probablemente le dará la precisión necesaria para su amplificador de bloqueo. No entraré en detalles aquí, pero es suficiente para decir que debería poder implementar uno decente a partir de componentes pasivos como inductores, condensadores y resistencias. Incluso podría hacer un filtro de muesca de estos componentes para lograr una medida decente de la reducción del tercer armónico.