CS213463B1

CS213463B1 - Connection of the difference amplifier

Info

Publication number: CS213463B1
Application number: CS759280A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Mikysa
Original assignee: Ladislav Mikysa
Priority date: 1980-11-10
Filing date: 1980-11-10
Publication date: 1982-04-09

Description

Vynález se týká zapojení rozdílového zesilovače s velkým činitelem potlačení souhlasného napětí, vhodného zvláště pro snímání biopotenciálů.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a differential amplifier with a large common-mode voltage suppression factor, particularly suitable for sensing biopotentials.

Dosud známá řešení rozdílových zesilovačů využívající pro zvýšení činitele potlačení Souhlasného vstupního napětí zesilovače ve větvi sériové zpětné vazby používají pro dosažení vysokého vstupního odporu na každém z obou vstupů zvláštní zesilovač. Výstupy těchto zesilovačů jsou spojeny jednak se vstupy následujícího rozdílového zesilovače, jednak přes odpory se vstupem zesilovače, který je zapojen ve větvi záporné zpětné vazby.Previously known differential amplifier solutions employing an amplifier in the series feedback loop to increase the coefficient of suppression of the Common Input Voltage suppressor employ a separate amplifier to achieve a high input resistance on each of the two inputs. The outputs of these amplifiers are connected both to the inputs of the following differential amplifier and through the resistors to the input of the amplifier, which is connected in the negative feedback branch.

Nevýhodou uvedeného řešení je, ’e v praktickém provedení s operačními zesilovači vyžaduje nejméně čtyři tyto operační zesilovače.The disadvantage of said solution is that in a practical embodiment with operational amplifiers it requires at least four of these operational amplifiers.

Uvedenou nevýhodu odstraňuje zapojení rozdílového zesilovače, opatřeného prvním operačním zesilovačem, jehož invertující vstup je pře® první odpor zapojen se zemní svorkou a přes druhý odpor je spojen s výstupem prvního operačního zesilovače. Výstup prvního operačního zesilovače je spojen přes třeti odpor s invertujícím vstupem druhého operačního zesilovače. Invertující vstup druhého operačního zesilovače je přes čtvrtý odpor spojen s výstupem druhého operačního zesilovače, podle vynálezu.This disadvantage is overcome by the connection of a differential amplifier provided with a first opamp whose inverting input is connected to the ground terminal via a first resistor and connected to the output of the first opamp via a second resistor. The output of the first opamp is connected via a third resistor to the inverting input of the second opamp. The inverting input of the second opamp is coupled via the fourth resistor to the output of the second opamp, according to the invention.

Jeho podstata spočívá v tom, že k invertujícímu vstupu prvního operačního zesilovače je prostřednictvím pátého odporu a k invertujícímu vstupu druhého operačního zesilovače je * prostřednictvím šestého odporu připojen invertující vstup třetího operačního zesilovače, mezi jehož neinvertující vstup a zemní svorku je s výhodou zapojen sedmý odpor.It is based on the fact that the inverting input of the first operational amplifier is connected by means of a fifth resistor and the inverting input of the second operational amplifier is connected by means of a sixth resistor to the inverting input of a third operational amplifier.

213163213163

213 483213 483

Je výhodné, jestliže operační zesilovač spolu s odpory tvoří hybridní integrovaný obvod, případně monolitický integrovaný obvod.It is preferred that the operational amplifier together with the resistors form a hybrid integrated circuit or a monolithic integrated circuit.

Výhodou zapojení podle vyrálezu je menší počet operačních zesilovačů a vysoká Hodnota diskriminačního činitele dosažená jednoduchými prostředky. Zapojení není citlivé na toleranci hodnot součástí, čímž odpadá jakékoliv nastavování při výrobě.The advantage of the wiring according to the invention is the smaller number of operational amplifiers and the high value of the discriminant factor achieved by simple means. The wiring is not sensitive to the tolerance of component values, eliminating any factory setting.

Vynález a jeho výhody jsou blíže objasněny ha příkladu provedení pomoci přiloženého výkresu.The invention and its advantages are illustrated in more detail with reference to the accompanying drawing.

Zapojení rozdílového zesilovače je tvořeno prvním operačním zesilovačem 8, jehož invertující vstup je přes první odpor I spojen se zemní svorkou 11 a přes druhý odpor· 2 je spojen s výstupem prvního operačního zesilovače 2· Tento výstup je spojen přes třetí odpor 2 ’ invertujícím vstupem druhého operačního zesilovače 9. Invertující vstup druhého operačního zesilovače 9 je přes čtvrtý odpor 4 spojen s výstupem druhého operačního zesilovače 9.The differential amplifier circuit is formed by a first operational amplifier 8 whose inverting input is connected to ground terminal 11 via a first resistor I and is connected via a second resistor 2 to the output of the first operational amplifier 2. The inverting input of the second operational amplifier 9 is connected via the fourth resistor 4 to the output of the second operational amplifier 9.

K invertujícímu vstupu prvního operačního zesilovače 8 je prostřednictvím pátého odpo- i ru 5 a k invertují čímu vstupu druhého operačního zesilovače 9 je prostřednictvím šestého odporu 6 připojen invertující vstup třetího operačního zesilovače 10, mezi jehož neinvertující vstup a zemní svorku 11 je zapojen sedmý odpor 7.The inverting input of the first operational amplifier 8 is connected via a fifth resistor 5 and inverting to which the input of the second operational amplifier 9 is connected via a sixth resistor 6 through an inverting input of a third operational amplifier 10, between which a non-inverting input and a ground terminal 11 is connected a seventh resistor 7.

Zesilovaný signál se přivádí na neinvertující vstupy prvního a druhého operačního zesilovače 8 a 9, j®ž tvoři vstupní svorky 13 a 14.· Svorka 15 z výstupu třetího operačního zesilovače 10 je vně rozdílového zesilovače vodivě spojena s oběma vstupními svorkami 13 a 14 tak, že toto spojení nezkratuje vstupní zesilovaný signál. V případě zesilování signálu, například biopotenciálu jsou vstupní svorky 13 a 14 spojeny buď přímo, nebo přes obvody, které chrání vstup rozdílového zesilovače proti přepětí, se snímacími elektrodami přiloženými na vyšetřovaný biologický objekt a svorka 15 je spojena s inaktivní elektrodou, jež je rovněž ve vodivém spojení s vyšetřovaným objektem. Vodivé spojení vstupních svorek 13 a 14 a svorky 15 je v tomto případě zajištěno vodivostí tkáně vyšetřovaného objektu. Signál přivedený mezi vstupní svorky 13 a 14 je zesílen a zesílený signál je vyveden mezi výstupní svorku 12 a zemní svorku 11. Kromě signálu přivedeného mezi vstupní svorky 13 a 14 se může na vstupu zesilovače vyskytnout rušivé souhlasné napětí působící mezi svorkou 15 a vstupními svorkami 13 a ,14. Jsou-li operační zesilovače 8,9 a 10 ideální, pak vliv rušivého souhlasného vstupního napětí na výstupu zesilovače mezi výstupní svorkou 12 a zemní «vorkou 11 neprojeví. Nejsou-li operační zesilovače 8,9 a 10 ideální, je vliv ruíjvého souhlasného napět! na vstupu rozdílového zesilovače na výstupní napětí zesilovače tím menši, čím větší je zesílení třetího operačního zesilovače 10. Sedmý odpor 2 zapojený mezi neinvertující vstup třetího operačního zesilovače 10 a zemni svorku 11 kompenzuje vliv vstupních klidových proudů tohoto třetího operačního zesilovače 10. feni-li tato kompenzace požadována, může mít sedmý odpor 7 nulovou hodnotu.The amplified signal is applied to the non-inverting inputs of the first and second operational amplifiers 8 and 9, which form the input terminals 13 and 14. · The terminal 15 from the output of the third operational amplifier 10 is connected to the two input terminals 13 and 14 outside the differential amplifier. that this connection does not shorten the input amplified signal. In the case of amplifying a signal, such as a bi-potential, the input terminals 13 and 14 are connected either directly or via circuits that protect the differential amplifier input against overvoltage with the sensing electrodes applied to the biological object under investigation and terminal 15 is connected to the inactive electrode. conductive connection with the object under investigation The conductive connection of the input terminals 13 and 14 and the terminal 15 is in this case ensured by the conductivity of the tissue of the examined object. The signal applied between the input terminals 13 and 14 is amplified and the amplified signal is applied between the output terminal 12 and the ground terminal 11. In addition to the signal applied between the input terminals 13 and 14, an interference common voltage between terminal 15 and input terminals 13 may occur. and, 14. If the operational amplifiers 8.9 and 10 are ideal, then the interference common input voltage on the amplifier output between the output terminal 12 and the ground terminal 11 will not be affected. If the operational amplifiers 8,9 and 10 are not ideal, the influence of the ripple common voltage is! at the input of the differential amplifier to the output voltage of the amplifier, the greater the amplification of the third operational amplifier 10. The seventh resistor 2 connected between the non-inverting input of the third operational amplifier 10 and the ground terminal 11 compensates for the input bias current of the third operational amplifier 10. compensation required, the seventh resistor 7 can be zero.

Dále je výhodné, jestliže operační zesilovače 8,9,10 spolu s odpory £ 2. tvoří hybrid ní integrovaný obvod, nebo monolitický integrovaný obvod.It is further preferred that the operational amplifiers 8, 9, 10 together with the resistors 72 form a hybrid integrated circuit or a monolithic integrated circuit.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. Connection of a differential amplifier provided with a first opamp whose inverting input is connected to the ground terminal over the first resistor and connected via a second resistor to the output of the first opamp and this output of the first opamp is connected to the inverting resistor. the second opamp input and the inverting input of the second opamp via a fourth resistor connected to the output of the second opamp, characterized in that it is via the fifth resistor (5) to the inverting input of the first opamp (8) and the inverting input of the second opamp (9). an inverting input of a third operational amplifier (10) is connected by means of a sixth resistor (8), the non-inverting input and ground terminal of which a seventh resistor (7) is connected.

Connection according to Claim 1, characterized in that the operational amplifiers (8, 10, 10) together with the resistors (1 to 7) form a hybrid integrated circuit.

3. Connection according to claim 1, characterized in that the operational amplifiers (8, 9, 10) together with the resistors (1 to 71) form a monolithic integrated circuit.