Chapter 14 특수 목적 연산 증폭기 회로.

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1 Chapter 14 특수 목적 연산 증폭기 회로

2 세 개의 연산 증폭기를 이용한 기본적인 계측용 증폭기
계측용 증폭기 계측용 증폭기 : 두 입력단자에 존재하는 전압 사이의 차를 증폭하는 차동 전압-이득 소자 - 매우 큰 동상-모드 전압을 제거하고, 작은 신호를 증폭 - 높은 입력 임피던스, 높은 동상-모드 제거, 낮은 출력 오프셋, 낮은 출력 임피던스 - 세 개의 연산증폭기로 구성하고, 전압이득은 외부에 연결된 저항에 의해 결정 Fig 14-1 Instrumentation amp 세 개의 연산 증폭기를 이용한 기본적인 계측용 증폭기

3 외부 이득 조절 저항 RG가 있는 기본적인 계측기용 증폭기
Fig 14-2 외부 이득 조절 저항 RG가 있는 기본적인 계측기용 증폭기

4 계측용 증폭기에 의해 큰 동상-모드 전압을 제거하고 작은 신호 전압을 증폭하는 사례
응 용 - 계측용 증폭기는 신호 전압보다 훨씬 큰 동상-모드 전압에 중첩된 작은 차동 신호 전압을 측정하는데 사용 - 온도 또는 압력 감지 트랜스듀서와 같은 원격소자에 의해 감지되는 양을 측정하는데 응용 Fig 14-3 Inst. rejection illustration w/signals 계측용 증폭기에 의해 큰 동상-모드 전압을 제거하고 작은 신호 전압을 증폭하는 사례

5 14-2. 격리 증폭기 격리 증폭기 : 입력과 출력 사이에 직류를 격리
격리 증폭기 격리 증폭기 : 입력과 출력 사이에 직류를 격리 - 위험한 전력선 누설이나 고전압 변화가 발생하는 장치 등에서 사람이나 민감한 장비를 보호하기 위해 이용 - 응용 : 의학용 장비, 발전소 계측장비, 산업 공정과 자동화된 시험 장비 - 각 단사이의 격리를 위해 용량성 결합을 이용(광결합, 변압기 결합도 이용) - 각 단은 분리된 전원과 접지를 가지므로 공통적인 전기 통로 미존재 - 입력단은 증폭기, 발진기, 변조기로 구성되고, 출력단은 복조기 및 증폭기로 구성 - 변조기는 최초 신호를 조절하기 위해 고주파 구형파 발진기를 이용하고, 격리 장벽은 저용량의 커패시터를 이용

6 대표적인 격리 증폭기의 간단한 블록 선도 Fig 14-8 Isolation amp. 변 조

7 응 용 태아의 심장 박동 모니터링 장치

8 14-3. 연산 전달 컨덕턴스 증폭기(OTA) 연산증폭기 – 출력전압은 입력전압에 이득을 곱한 전압 증폭기
- 출력전류가 입력전압에 이득을 곱한 것과 같은 전압-전류 변환 증폭기 - 두개의 차동 입력단자와 높은 입력 임피던스, 높은 CMRR - 바이어스-전류 입력단, 높은 출력 임피던스 및 가변적인 개방 루프 전압이득을 가짐. Fig OTA 연산 전달 컨덕턴스 증폭기(OTA)의 기호

9 전달 컨덕턴스는 OTA의 이득 - 전달 컨덕턴스는 입력전압에 대한 출력전류의 비
- OTA의 전압-전류 이득은 전달 컨덕턴스 gm - 출력전류는 Fig 14-16a

10 고정 전압 이득을 가지는 반전 증폭기로서의 OTA
(전류의 방향은 반대) 기본적인 OTA 회로 - 고정 전압 이득을 가지는 반전 증폭기로 사용되는 OTA - 전압이득은 - 증폭기의 전달 컨덕턴스는 직류 전원 전압과 바이어스 저항 RBIAS에 의해 결정되는 바이어스 전류의 양에 의해 결정 - OTA의 유용한 특징 : 전압이득이 바이어스 전류의 양에 의해 조절 가능 고정 전압 이득을 가지는 반전 증폭기로서의 OTA Fig 14-16a

11 가변 전압 이득을 가지는 반전 증폭기로서의 OTA
(전류의 방향은 반대) Fig 14-16a 가변 전압 이득을 가지는 반전 증폭기로서의 OTA

12 기본적인 OTA 회로 - 진폭 변조기 - 슈미트 트리거 (전류의 방향은 반대) 진폭 변조기로서의 OTA
Fig 14-16a 슈미트 트리거로서의 OTA OTA 슈미트 트리거의 기본 동작

13 대수와 반대수 증폭기 아날로그 입력 데이터의 압축, 지수함수적인 출력을 가지는 트랜스듀서의 선형화 및 아날로그의 곱셈이나 나눗셈을 요구하는 응용분야에 이용 (전류의 방향은 반대) 대수 증폭기 Fig Amplitude modulation OTA (전류의 방향은 반대) 반대수 증폭기

14 대수 증폭기를 이용한 신호 압축 대수 증폭기의 신호 압축에 대한 기본 개념
Fig basic log-amp w/diode Fig basic log-amp w/BJT 대수 증폭기의 신호 압축에 대한 기본 개념

15 14-5. 변환기와 그 밖의 연산 증폭기 (전류의 방향은 반대) 정전류원 첨두 검출기 전류-전압 검출기 전압-전류 검출기
변환기와 그 밖의 연산 증폭기 정전류원 첨두 검출기 (전류의 방향은 반대) Fig basic constant current op-amp 전류-전압 검출기 전압-전류 검출기