Измерительный усилитель на трех ОУ (классическая схема инструментального усилителя)

;

С учетом второго дифференциального усилительного каскада, реализованного на ОУ3, общий коэффициент усиления равен:

.

Достоинства схемы:

1) высокое входное сопротивление, что ведет к ослаблению влияния внутренних сопротивлений источников сигнала U_IN1 и U_IN2 на КОСС_ИУ;

2) возможна регулировка k_д одним резистором r без влияния на КОСС_ИУ;

3) глубина ООС ОУ1 и ОУ2 одинакова и неизменна при регулировке k_д.

В данной схеме относительный уровень синфазной составляющей сигналов U₁' и U₂', присутствующих на входе 2-го каскада на ОУ3, меньше, чем относительный уровень синфазной составляющей входных сигналов U_IN1 и U_IN2. Для доказательства этого определим КОСС₁первого каскада на ОУ1 и ОУ2:

КОСС₂ второго каскада на ОУ3 определяется точностью реализации соотношения резисторов n и КОСC самого ОУ3. Требования к точности соблюдения соотношения резисторов n менее жесткие за счёт того, что синфазный сигнал на входе второго каскада имеет меньший относительный уровень, чем на входе схемы. ОУ1 и ОУ2 должны выбираться с высоким КОСC.

Смещение выходного сигнала в данной схеме можно осуществить, подавая опорный потенциал на нижний вывод резистора nR, подключенного к неинвертирующему входу ОУ3. При наличии емкостной связи между источниками сигнала и неинвертирующими входами ОУ1 и ОУ2 данные входы следует заземлить через высокоомные резисторы.

Подобная структура инструментального усилителя на трёх ОУ реализована в виде гибридных ИМС: LH0036, 3630 и других. Все компоненты схемы, кроме r, встроены, а при помощи внешнего резистора r устанавливается коэффициент усиления.