計装アンプ（In-Amp）ではなく、オペアンプ（Op-Amp）ではないのはいつですか？

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2つのオペアンプバージョンを含む、計装アンプのさまざまな構成を見てきました。この

ここに画像の説明を入力してください

も1つです。しかし、それは入力バッファが先行する単なる差動アンプです。いつそれを計装アンプと呼びますか、言い換えれば、別の名前に値するほど特別なことは何ですか？

operational-amplifier instrumentation-amplifier

— フェデリコ・ルッソ
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いい質問です。zebonautの回答に感謝します。しかし、結局のところ、ベンダーのマーケティングが、ほとんどのアプリでまったく必要のないデザイナーにさらに多くのオペアンプを押し付けるのは良い言い訳のように見えます。

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「計装アンプは、高精度の差動電圧ゲインデバイスです[...]。」ここで重要な言葉の1つは「ゲイン」です。OpAmpには（理論上）無限のゲインがあり、周囲に回路を追加することによってのみ定義されたゲインを取得します。通常、1つのOpAmpのみを使用する場合、外部抵抗が必要なため、少なくとも1つの入力の極端に高い入力インピーダンスが失われます。

非常に高い入力インピーダンスと定義されたゲインの両方を持つ2つの（差動）入力が必要な場合は、話している2つのOpAmp-InAmpまたは画像が示す3つのOpAmp-InAmp構成を使用できます。リニアテクノロジーやアナログデバイスなどの企業による既製のIC InAmpもあります。

質問の図の3つのOpAmp-InAmp回路は、2つのOpAmpがバッファとして使用されていることを示しています。これらのオペアンプは、接続されていない非反転入力ピン（「+」）それらの出力を別のOpAmpに供給すると、3番目のOpAmpの反転（ "-"）入力に接続されているため、上側の非反転入力（ "+"）は反転入力（ "-"）になります。3番目のオペアンプとの接続により、下部の非反転入力（「+」）は非反転のままです。

一般的な3-OpAmp-InAmpは、写真と比べてわずかに異なる構成を使用して、1つの抵抗（完全に統合されたInAmpの場合は外部ゲイン抵抗）のみでゲインを設定します。詳細については、提供したリンクを参照してください。

3-OpAmp-InAmpを使用すると、2つの差動入力で非常に高い入力インピーダンスが得られますが（通常のOpAmpバッファーではこのような高い入力インピーダンスで1つの入力しか得られません）、モード信号（1つのOpAmpでも実現可能ですが、OpAmpを差動アンプに変換するために使用する必要がある抵抗で入力インピーダンスを下げるという代償を払って）。

2-OpAmp-InAmp回路の部品数は少なくなりますが、それほど良くないコモンモード除去比（CMRR）を犠牲にします。

以下は、AnalogのCharles KitchinとLew CountsによるInAmpに関する非常に優れた本へのリンクです。ここでは、これらすべての問題についてより詳細に調べることができます。

— ゼボノート
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Federicoの回路図のセットアップは、単純な差動増幅器よりもCMRRをどのように増加させますか？

— -stevenvh

@ stevenvh：ありません。この情報を含めるために、言い回しを明確にしようとしました。セットアップが行うことは、高CMRR差動アンプの入力に高Z特性を追加することです。

— -zebonaut

@stevenvh：コモンモードノイズ除去では、抵抗器が非常によく一致する必要があります。抵抗器を内蔵したモノリシック計装アンプを使用する場合、ディスクリートのアンプと抵抗器を使用して容易に達成できるよりも抵抗の整合性が優れている場合があります。ディスクリート部品を使用するデバイスを非常に正確に作成できないことは言うまでもありませんが、モノリシック部品はディスクリート部品で多くの作業（場合によっては個々のユニットのキャリブレーション）を必要とするレベルの精度を安価に提供できます。

— -supercat

素敵な発見。また、私は疑いを持っていましたが、それはまだ少しのマーケティング名またはより多くのオペアンプを販売するためのトリックだと

+1 Charles KitchinとLew Countsの著書『計装アンプの設計者向けガイド（第3版）』は非常に読みやすいです。私見は、最初のいくつかの章を見る価値があります。「デジタル男」であっても。ありがとうございました。

— gbulmer

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Zebonautが言ったことには同意しますが、「計装用アンプ」であるための基準をより簡潔に示します。

ゲインは有限で既知でなければなりません。10xや100xなど、ゲインが固定されている場合があります。他のデバイスでは、プリセットゲインを選択したり、抵抗またはゲインを設定するものを提供したりできます。
入力は差動です。コモンモード除去は通常非常に優れており、一般にオペアンプやディスクリート部品でできるよりもはるかに優れています。
入力は高インピーダンスです。単一のオペアンプで差動アンプを作成できますが、入力はもはや高インピーダンスではなくなり、一方は他方の信号で部分的に駆動されます。
「計測アンプ」チップとして販売されている場合、これはすべて1つのパッケージに統合されています。

— オリン・ラスロップ
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最後の基準は必要ですか？これにより、私の回路図（および私が遭遇した他の多くの回路図）がInAmpになりません。

— フェデリコルッソ

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@Fedricoはい、それは少し誤解を招くものでした。他の部品から自分で計装アンプを作成できます。投稿を編集しました。

— オリンラスロップ

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チップ内の計装アンプは動作が異なり、高ゲインを実現するためにバイポア/ JFETトランジスタ入力段を備えている場合があります。JFET / bipolairは、電圧ノイズと電流ノイズのどちらが重要かによって異なります。この部分のゲインは最高です。エンドステージ（差動増幅器）も同様です。モノリシックソリューションの方がはるかに正確であることに注意してください。非常に高いゲイン（最大10000xを購入可能）、ノイズの低減、CMRRの向上、ボード上にレイアウトするための小型化です。

— ハンス

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理想的なオペアンプには、無限の入力インピーダンスと無限の増幅があります。フィードバックにより、増幅を現実的なレベルに設定できますが、これは高い入力インピーダンスを犠牲にします。計装用増幅器（inamp）は、これを解決する差動増幅器です。
計装アンプの構成にはいくつかありますが、これはおそらく最も理解しやすいものです。

ここに画像の説明を入力してください

$\times$ $\Omega$ $\Omega$

ここに画像の説明を入力してください

$R_{GAIN}$

$V_{OUT} = \left(1 + \dfrac{2 R}{R_{GAIN}}\right) \times (V_2 - V_1)$

— スティーブン
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計装アンプは、2つの高インピーダンス入力間の電圧差に比例した出力を生成するデバイスです。オペアンプは、2つの（通常は高インピーダンスの）入力の差をゼロにする出力を生成しようとするデバイスです。オペアンプといくつかの抵抗を使用して、2つの非高インピーダンス入力の差に比例する出力を生成する回路を構築することができます。オペアンプを使用して、高インピーダンス入力に等しい低インピーダンス出力を生成することもできます。計装アンプは、高インピーダンスの入力信号を低インピーダンスの出力に変換し、それらのバッファされた信号の差に比例する出力を生成する3番目のオペアンプに入力するオペアンプのペアに概念的に似ています。実際には、

— スーパーキャット
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