Entendiendo el circuito de protección en un amplificador de instrumentación

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Tengo un proyecto que realizar, pero tengo problemas para entender lo que realmente está sucediendo. En el circuito a continuación, tengo que calcular los valores de resistencia, elegir amplificadores operacionales y explicar cómo funciona todo.

Este es un amplificador interno para EMG y no puedo entender cómo funciona el circuito de protección (U1C, R1, R2). Vi algo similar en el Art of Electronics, pero el circuito de protección estaba referenciado con el escudo (lo que tiene sentido para mí). Sin embargo, aquí la salida del amplificador operacional está conectada a las resistencias de configuración de ganancia y obtuve simulaciones de que mejora el CMRR, pero no entiendo el principio de operación.

Además, ¿por qué R1 y R2 son 10kΩ y no 10Ω o 10MΩ? ¿Cómo elijo la tolerancia? Tengo la misma pregunta para los otros resistores. Acabo de elegir los valores de INA128 in-amp. Por lo que entiendo, no elegimos valores de resistencias pequeñas en el amplificador diferencial, porque la falta de coincidencia entre ellos afectará a CMRR más que con resistencias de valores grandes, pero los valores grandes son ruidosos y también deberíamos proporcionar suficiente corriente de polarización, por lo que debemos Elija entre 10kΩ-100kΩ. En los buffers de entrada necesitamos resistencias de gran valor para la ganancia de 600-1000, pero las resistencias demasiado grandes crean un error de entrada, son ruidosas, tienen capacitancia parásita, etc., pero no estoy seguro si estoy en lo correcto.

    
pregunta Archimedes

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Tengo una explicación que explica cómo U1C afecta al CMRR. También he creado el archivo PDF de la siguiente explicación y lo he cargado en mi disco, que puede encontrar aquí . El archivo PDF es fácil de leer que el siguiente

Explicación:

El circuito de red se puede dividir en dos partes. La primera parte consta de U1B, U1C y U1D. La segunda parte consta de U1A (el circuito amplificador diferencial habitual).

Considere la primera parte, la parte que toma la entrada y aumenta el CMRR. En el op-amp U1C, el voltaje en el terminal + Ve y el terminal –Ve son iguales. Así que ambos son cero volatilidad. Entonces, significa que la tensión V es cero en el siguiente circuito (primera mitad del circuito):

Comolacorrientedepolarizacióndeentradaescasicero,op-ampdibujacasi0corrientes.Entonces,porlaleyKCL,delcircuitoanterior,obtenemos:

$$\frac{0-V_2}{R_1}=\frac{V_1-0}{R_2}$$

Cuando\$R_1\$sevuelveiguala\$R_2\$,obtenemos\$V_2=-V_1\$.Recuerdequeestos\$V_1\$y\$V_2\$sonentradasalamplificadordiferencial.Entonces,ladiferenciadelaseñaldeentradaaumentaysupromediosevuelveceroamedidaque\$R_1\$sehaceiguala\$R_2\$.Yestosucedeconlaayudadelop-ampU1C(recuerdequeesteop-ampayudaaldibujarunacorrienteceroyhacerqueV=0).

Másexplicación:

Analicemoselop-ampU1Dsuperiorizquierdo.Dejequelasalidadelop-ampU1Csea\$x\$volts.Porlotanto,elop-ampU1Chasidomodeladocomounafuentedevoltajeseparadacomosemuestraacontinuación:

Lasalidadelop-ampU1Danteriores:

$$V_2={\frac{1+R_7}{R_9}}\cdot(V_b-x)$$

Estoenrealidadesnuestro\$V_2\$.Delmismomodo,lasalidadeU1Bes:

$$V_1={\frac{1+R_8}{R_{10}}}\cdot(V_a-x)$$

Estoenrealidadesnuestro\$V_1\$.

Como\${V_1}\cdot{R_1}={-V_2}\cdot{R_2}\$y\$R_1=R_2\$(delafigura),obtenemos:

$$x=V_a+V_b$$

Entonces

$$V_1={\frac{1+R_8}{R_{10}}}\cdot(\frac{V_a}{2}-\frac{V_b}{2})$$

y

$$V_2={\frac{1+R_7}{R_9}}\cdot(\frac{V_b}{2}-\frac{V_a}{2})$$

Como\$R_8=R_7\$y\$R_9=R_{10}\$,obtenemos:

$$V_1=V_a-V_b$$

y

$$V_2=V_b-V_a$$

Ahoraconsideraelsiguientecircuito

Del circuito anterior

$$ CMRR = \ frac {V_1-V_2} {\ frac {V_1 + V_2} {2}} $$

De los valores anteriores obtenemos:

$$ CMRR = \ frac {2 (V_a-V_b)} {0} = \ infty $$

CMMR igual infinito es solo teoría, ya que la resistencia no puede ser exactamente igual. Tienen nivel de tolerancia.

Nota: CMRR es el valor para el amplificador diferencial considerando los efectos de U1B, U1C y U1D.

    
respondido por el user3219492

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