전자전기컴퓨터설계실험3 - 결과레포트 - 실험05- OP AMP(Instrumentation Amplifier Circuit) (A+)

소개글

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목차

0. Abstract (초록)

1. Introduction (실험에 대한 소개)
가. Purpose of this Lab
나. Essential Backgrounds (Required theory) for this Lab

2. Materials & Methods (실험 장비 및 재료와 실험 방법)
가. Experimental data to obtain and Order of experiment
나. Materials (Equipment, Devices) of this Lab

3. Results of this Lab (실험결과)
가. Results of Lab 1.
나. Results of Lab 2.

4. Discussion (토론)
가. Data analysis (compare results, reasons of error)
나. Suggestions

5. Conclusion (결론)
가. Summarize experiment contents & purpose of this Lab
나. Studies from this Lab

본문내용

1. Introduction (실험에 대한 소개)
가. Purpose of this Lab
Instrumentation Amplifier의 원리와 동작을 이해하고, 3개의 OP Amp를 사용하여 Instrumentation Amplifier를 설계할 수 있다.

나. Essential Backgrounds (Required theory) for this Lab
(1) Why use Instrumentation Amplifier
(가) What is Instrumentation Amplifier
Instrumentation Amplifier는 Difference Amplifier에 2개의 OP Amp를 추가한 것이다. 이는 Difference Amplifier를 단독으로 사용했을 때 보다 크게 두 가지의 장점을 가지고 있다.

(나) High Input Resistance
Instrumentation Amplifier를 사용했을 때 높은 입력 저항을 가지는 장점이 있다. 이는 Difference Amplifier와 비교했을 때 그 이유를 쉽게 알 수 있다.
그림 2는 Difference Amplifier를 나타내고 이때 V_0ut을 구하면 다음과 같다.
V_out=R_2/R_1 (V_IN2-v_IN1 )
이때 높은 입력저항을 위해 R_1을 높이면, Gain을 얻기 위해 R_2도 증가하게 되지만, 한계가 있다. 너무 큰 저항은 오차가 크기 때문에 높은 R_1을 사용할 수 없다는 단점이 있다. 하지만 Instrumentation Amplifier에서는 높은 입력저항을 사용해 loading effect를 줄일 수 있다.

(다) High CMRR(Common Mode Rejection Ratio)
CMRR이란 공통 모드 제거 비라고 하는데 이는 신호의 노이즈를 제거하는데 큰 이점이 된다. Difference Amplifier를 사용했을 때에도 노이즈를 제거할 순 있지만 OP Amp의 Data sheet의 CMRR 값 이상을 기대하기는 어렵다.

참고 자료

Sedra, 『Microelectronic Circuit 7th』, OXFORD(2016), p116-p121
“정보통신기술용어해설" http://www.ktword.co.kr/index.php
실험 교안 pdf파일
“STMicroelectronics ua741 Data Sheet”
https://www.st.com/resource/en/datasheet/ua741.pdf