تفاوت اصلی بین تقویت کننده ایزوله و تقویت کننده ابزار دقیق چیست؟

معرفی:

تقویت کننده های ایزوله و تقویت کننده های ابزار دقیق دو مدار تقویت کننده رایج در مهندسی برق هستند. هر دوی این مدارها برای ارائه اندازه گیری دقیق سیگنال در سیستم های الکترونیکی طراحی شده اند. با این حال، چندین تفاوت بین این دو مدار وجود دارد که آنها را منحصر به فرد می کند. در این مقاله، تفاوت اصلی تقویت کننده های ایزوله و تقویت کننده های ابزار دقیق را بررسی خواهیم کرد.

تقویت کننده ایزوله چیست؟

تقویت کننده ایزوله نوعی مدار تقویت کننده است که ایزولاسیون الکتریکی بین سیگنال های ورودی و خروجی را فراهم می کند. این کار از طریق استفاده از یک ترانسفورماتور یا اپتوکوپلر برای جداسازی دو سیگنال انجام می شود. تقویت‌کننده‌های ایزوله معمولاً در کاربردهای صنعتی و پزشکی استفاده می‌شوند که در آن عایق الکتریکی برای محافظت از کاربر در برابر شوک الکتریکی یا جلوگیری از تأثیر نویز و تداخل بر سیگنال مورد نیاز است.

** مزیت اصلی تقویت کننده ایزوله توانایی آن در ایجاد ایزولاسیون گالوانیکی بین سیگنال های ورودی و خروجی است. این کار حلقه های زمین را از بین می برد و خطر برق گرفتگی را کاهش می دهد. علاوه بر این، تقویت کننده ایزوله می تواند نسبت رد حالت مشترک (CMRR) بالا را ارائه دهد که نویز و تداخل در سیگنال را کاهش می دهد.**

تقویت کننده ابزار دقیق چیست؟

تقویت کننده ابزار دقیق نوعی مدار تقویت کننده است که برای تقویت سیگنال های دیفرانسیل استفاده می شود. این نوع تقویت کننده دارای امپدانس ورودی بالا، نسبت رد حالت مشترک بالا و بهره بالا است. تقویت کننده های ابزار دقیق معمولاً در سیستم های جمع آوری داده ها، دستگاه های پزشکی و سیستم های کنترل صنعتی استفاده می شوند.

تقویت کننده های ابزار دقیق برای تقویت سیگنال های دیفرانسیل کوچک در حالی که سیگنال های حالت مشترک را رد می کنند طراحی شده اند. این از طریق استفاده از یک مدار تقویت کننده دیفرانسیل سه اپراپی انجام می شود. سیگنال ورودی ابتدا توسط اولین تقویت کننده عملیاتی تقویت می شود، سپس سیگنال تقویت شده از یک تقویت کننده دیفرانسیل عبور داده می شود و در نهایت، خروجی توسط تقویت کننده عملیاتی سوم تقویت می شود.

** مزیت اصلی تقویت کننده ابزار دقیق، توانایی آن در تقویت و کاهش نویز در سیگنال دیفرانسیل است. علاوه بر این، تقویت‌کننده‌های ابزار دقیق می‌توانند امپدانس ورودی بالایی ایجاد کنند که بارگذاری روی سیگنال ورودی را کاهش می‌دهد.**

تفاوت بین تقویت کننده ایزوله و تقویت کننده ابزار دقیق:

1. طراحی:

تفاوت اصلی تقویت کننده های ایزوله و تقویت کننده های ابزار دقیق در طراحی آنها است. تقویت کننده های ایزوله برای ایجاد ایزولاسیون الکتریکی بین سیگنال های ورودی و خروجی طراحی شده اند. این کار با استفاده از ترانسفورماتور یا اپتوکوپلر انجام می شود. از سوی دیگر، تقویت کننده های ابزار دقیق برای تقویت سیگنال های دیفرانسیل در حالی که سیگنال های حالت مشترک را رد می کنند، طراحی شده اند. این از طریق استفاده از یک مدار تقویت کننده دیفرانسیل سه اپراپی انجام می شود.

2. برنامه های کاربردی:

تقویت‌کننده‌های ایزوله معمولاً در کاربردهای صنعتی و پزشکی استفاده می‌شوند که در آن عایق الکتریکی برای محافظت از کاربر در برابر شوک الکتریکی یا جلوگیری از تأثیر نویز و تداخل بر سیگنال مورد نیاز است. تقویت کننده های ابزار دقیق معمولاً در سیستم های جمع آوری داده ها، دستگاه های پزشکی و سیستم های کنترل صنعتی استفاده می شوند.

3. امپدانس ورودی:

امپدانس ورودی تقویت کننده ایزوله معمولاً کم است. این به این دلیل است که سیگنال ورودی از طریق یک ترانسفورماتور یا اپتوکوپلر عبور می کند که می تواند عدم تطابق امپدانس قابل توجهی را ایجاد کند. از طرفی امپدانس ورودی تقویت کننده ابزار دقیق بالاست. این باعث کاهش بار روی سیگنال ورودی و بهبود دقت اندازه گیری می شود.

4. سود:

بهره تقویت کننده ایزوله معمولاً کمتر از تقویت کننده ابزار دقیق است. این به این دلیل است که تقویت کننده ایزوله برای ایجاد ایزولاسیون الکتریکی بین سیگنال های ورودی و خروجی طراحی شده است که می تواند سیگنال را تضعیف کند. از طرف دیگر، بهره تقویت کننده ابزار دقیق معمولاً بیشتر است که امکان تقویت سیگنال های کوچک را فراهم می کند.

5. سر و صدا:

تقویت کننده های ایزوله برای کاهش نویز و تداخل در سیگنال از طریق ایزولاسیون گالوانیکی و CMRR بالا طراحی شده اند. از سوی دیگر، تقویت‌کننده‌های ابزار دقیق برای تقویت و کاهش نویز در سیگنال دیفرانسیل از طریق یک مدار تقویت‌کننده دیفرانسیل سه آپشن طراحی شده‌اند.

نتیجه:

تقویت کننده های ایزوله و تقویت کننده های ابزار دقیق دو مدار تقویت کننده مهم مورد استفاده در مهندسی برق هستند. تفاوت اصلی این دو مدار در طراحی و کاربرد آنهاست. تقویت کننده های ایزوله برای ایجاد ایزولاسیون الکتریکی بین سیگنال های ورودی و خروجی طراحی شده اند، در حالی که تقویت کننده های ابزار دقیق برای تقویت سیگنال های دیفرانسیل در حالی که سیگنال های حالت مشترک را رد می کنند طراحی شده اند. درک تفاوت بین این دو مدار برای انتخاب مدار تقویت کننده مناسب برای یک کاربرد خاص مهم است.