응용전자회로 강의록 #7

1. 응용전자회로 강의록#7 2010103821 생체의공학과 최준민 제출일 2014.05.12(월)

2. Instrumentation Amplifier 장점 1)Input impedance↑→입력의 Loading Effect↓ 2)Output impedance ↓ 3)Accurate and Stable gain 4)CMRR↑ One Chip IA …CMRR이 100dB이상 AD620과 그 계열 IC

3. Dual OP Amp IA V2 V1 1)Gain값 바꾸기가 쉽지 않아 = CMRR과 같이 고려해야 하므로 → RG 추가 2)V1과 V2의 시스템 통과시간이 달라 → Phase distortion발생 → 고주파신호 일 때는 phase distortion 효과↑, 저주파신호 일 때는 phase distortion 효과↓ 즉, 저주파일 때 출력저항↓, V1과 V2에 대한 입력저항↑, CMRR↑(R4=R1, R3=R2)

4. IA의 응용 CMRR이 무한대라면 이때 V1=V2, Common mode gain=0이 된다. 하지만 V1=V2라도 R1과 R2, C1과 C2가 다른값이기 때문에 V1`과 V2`이 다른값이 될 수 있다. Stray Capacitance: 고주파회로, 교류회로를 다룰 때 문제 발생시킨다. 서로 다른 전압을 가진 도체면이 있을 때 교류일 때에는 항상 그 사이에 Capacitance가 존재하여 공기를 타고 들어온다.

5. IA의 응용 = Common mode signal이 differential signal로 바뀐다. → R1과 R2 C1, C2로 인해 displacement current가 생겨 → 전압강하 일으킴 이를 방지 하기 위해서 R1, R2를 최대한 없애기 위해서 짧고 굵은 도선을 이용 C1과 C2는 접지로 흘러가는 전류를 줄여 방지

6. Shield Cable 차폐 : 표면이 도체, 내용물은 절연체로 이루어 진 것 이 때, 표면의 도체는 등전위면으로 이루어져 있어야 한다. → 등전위면이 아니면 전압강하가 낮은 전압쪽으로 순식간에 흐르기 때문 Coaxial Cable Triaxial Cable 도체 절연체

7. Shield Cable • Ground Shield Ground Shield : 전원전압에 대한 누전전류방지가 가능 But ground와 도선사이의 거리가 짧아져 Capacitance↑→누전전류↑ →전압강하↑ →unbalancing ↑ C1과 C2를 방지 할 수는 있지만 위의 현상으로 인해 차폐 공간안에 새로운 stray Capacitance가 생긴다.

8. Shield Cable 앞서 나온 회로는 이렇게 Active Shield로 그 문제점을 해결할 수 있다. • Active Shield 신호자체가 Ground와의 관계에 의해 누전전류가 생길 때 간섭신호를 없애주기 위해서 Active Shield 사용 V1과 V2 두 지점간의 common mode signal로 driven(active) Shield 한 것

9. Shield Cable

10. Transducer Bridge Amp Resistive Sensor : 온도 압력 변화에 따라 저항 변화 온도변화 : Thermistor RTD 빛변화 : Photo Resistor Strain : Strain Gage 압력변화 :Piezo resistive Sensor 물리량의 변화 저항변화→전압변화

11. Transducer Bridge Amp • Bridge 회로 → resistive Sensor로 AC 다룰 수 있어.. R1 R3 VREF R2 R4 Vo xA AC사용가능 1)Capacitor Sensor 2)Inductive Sensor

12. Conduction in Metal(conductor) • 도체 : 상온에서 자유전자가 있는 것 + + + + 충돌 E N개의 자유전자 A L

13. Conduction in Metal(conductor)

14. Conduction in Metal(conductor)

15. Bridge Balancing • 1%저항, 5%전원 사용 Bridge안에 흐르는 전류 조절 2mA Balancing 영점조절 A 1mA 전원 : ±0.05 * 15 = ±0.75V 변동가능 To be Safe VREF=15 ±1V라 가정하자.

16. Bridge Balancing