Ein Instrumentenverstärker wird häufig in Anwendungen eingesetzt, in denen eine präzise und genaue Verstärkung kleiner Differenzsignale erforderlich ist. Es eignet sich hervorragend für Szenarien, in denen Signale von Sensoren, Wandlern oder anderen Quellen verstärkt und gleichzeitig Gleichtaktrauschen unterdrückt werden müssen. Zu den typischen Anwendungen gehören biomedizinische Instrumente (z. B. EKG- und EEG-Messungen), Dehnungsmessstreifenverstärkung, Thermoelementverstärkung und Sensorsignalaufbereitung. Bei diesen Anwendungen sind die Wahrung der Signalintegrität und die Minimierung von Rauschen von entscheidender Bedeutung, weshalb Instrumentenverstärker aufgrund ihres hohen Gleichtaktunterdrückungsverhältnisses (CMRR) und ihrer rauscharmen Eigenschaften besonders geeignet sind.
Die Hauptanwendung von Verstärkern besteht im Allgemeinen darin, die Amplitude elektrischer Signale zu erhöhen, ohne die Wellenform wesentlich zu verzerren. Verstärker sind grundlegende Komponenten in der Elektronik und werden in Audiogeräten, Telekommunikation, Instrumentierung und unzähligen anderen Anwendungen eingesetzt, bei denen Signale für Übertragungs-, Verarbeitungs- oder Messzwecke verstärkt werden müssen. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Signalstärke und -treue in verschiedenen elektronischen Geräten und Systemen.
Instrumentenverstärker werden typischerweise dann eingesetzt, wenn eine präzise Verstärkung kleiner Differenzsignale erforderlich ist, insbesondere bei Vorhandensein von Rauschen und Interferenzen. Sie werden gegenüber regulären Operationsverstärkern (Op-Amps) bevorzugt, weil sie eine höhere Genauigkeit und ein besseres CMRR bieten und oft über Funktionen wie programmierbare Verstärkung und geringe Drift verfügen. Zu den Anwendungsfällen gehört die Messung von Signalen niedriger Pegel von Sensoren oder Wandlern in Umgebungen, in denen Rauschunterdrückung und Genauigkeit von größter Bedeutung sind.
Ein Beispiel für einen Instrumentenverstärker ist der AD620, ein beliebter integrierter Schaltkreis (IC), der zur Signalkonditionierung in Messanwendungen verwendet wird. Es bietet eine hohe Verstärkungsgenauigkeit, eine niedrige Offsetspannung und ein ausgezeichnetes CMRR und eignet sich daher für Anwendungen, die eine präzise Verstärkung kleiner Differenzsignale erfordern.
Das Hauptmerkmal eines Instrumentenverstärkers ist seine Fähigkeit, kleine Differenzsignale zu verstärken und gleichzeitig Gleichtaktsignale und Rauschen effektiv zu unterdrücken. Dies wird durch den Einsatz von drei Operationsverstärkern erreicht, die speziell konfiguriert sind und eine Differenzsignalverstärkung mit hohem CMRR ermöglichen. Instrumentenverstärker bieten in der Regel auch einstellbare Verstärkungseinstellungen, eine geringe Drift bei Temperaturschwankungen und eine geringe Rauschleistung, die für die Aufrechterhaltung der Signalintegrität in empfindlichen Messanwendungen von entscheidender Bedeutung sind.