Un amplificatore per strumentazione è comunemente utilizzato in applicazioni in cui è richiesta un’amplificazione precisa e accurata di piccoli segnali differenziali. Eccelle negli scenari in cui i segnali provenienti da sensori, trasduttori o altre fonti devono essere amplificati rifiutando il rumore di modo comune. Le applicazioni tipiche includono strumentazione biomedica (come misurazioni ECG ed EEG), amplificazione di estensimetri, amplificazione di termocoppie e condizionamento del segnale del sensore. In queste applicazioni, il mantenimento dell’integrità del segnale e la riduzione al minimo del rumore sono fondamentali, il che rende gli amplificatori strumentali particolarmente adatti grazie al loro elevato rapporto di reiezione di modo comune (CMRR) e alle caratteristiche di basso rumore.
L’applicazione principale degli amplificatori, in generale, è quella di aumentare l’ampiezza dei segnali elettrici senza distorcere significativamente la forma d’onda. Gli amplificatori sono componenti fondamentali nell’elettronica e vengono utilizzati in apparecchiature audio, telecomunicazioni, strumentazione e innumerevoli altre applicazioni in cui i segnali devono essere rafforzati per scopi di trasmissione, elaborazione o misurazione. Svolgono un ruolo cruciale nel migliorare la potenza e la fedeltà del segnale su vari dispositivi e sistemi elettronici.
Gli amplificatori strumentali vengono generalmente utilizzati quando è necessaria un’amplificazione precisa di piccoli segnali differenziali, soprattutto in presenza di rumore e interferenze. Vengono scelti rispetto ai normali amplificatori operazionali (amplificatori operazionali) perché offrono maggiore precisione, migliore CMRR e spesso includono funzionalità come guadagno programmabile e bassa deriva. I casi d’uso includono la misurazione di segnali di basso livello provenienti da sensori o trasduttori in ambienti in cui la reiezione del rumore e la precisione sono fondamentali.
Un esempio di amplificatore per strumentazione è l’AD620, un popolare circuito integrato (IC) utilizzato per il condizionamento del segnale nelle applicazioni di misurazione. Fornisce un’elevata precisione di guadagno, una bassa tensione di offset e un eccellente CMRR, che lo rendono adatto per applicazioni che richiedono un’amplificazione precisa di piccoli segnali differenziali.
La caratteristica principale di un amplificatore per strumentazione è la sua capacità di amplificare piccoli segnali differenziali rifiutando in modo efficace i segnali di modo comune e il rumore. Ciò si ottiene attraverso l’uso di tre amplificatori operazionali configurati in modo specifico che consente l’amplificazione differenziale del segnale con elevato CMRR. Gli amplificatori strumentali offrono in genere anche impostazioni di guadagno regolabili, bassa deriva rispetto alle variazioni di temperatura e prestazioni a basso rumore, che sono cruciali per mantenere l’integrità del segnale nelle applicazioni di misurazione sensibili.