Qué es y para qué se usa
El AD620 en encapsulado DIP-8 es un amplificador de instrumentación monolítico de bajo consumo y alta precisión. Se emplea para medir señales diferenciales pequeñas como ECG, celdas de carga, termopares y otros sensores, donde se requiere alta exactitud y rechazo de ruido común.
Pinout (DIP de 8 pines)
- Pin 1 — RG: Terminal 1 para la resistencia de ganancia.
- Pin 2 — −IN: Entrada inversora.
- Pin 3 — +IN: Entrada no inversora.
- Pin 4 — −VS: Alimentación negativa (o GND en alimentación simple).
- Pin 5 — REF: Entrada de referencia para desplazar la salida.
- Pin 6 — OUTPUT: Salida del amplificador.
- Pin 7 — +VS: Alimentación positiva.
- Pin 8 — RG: Terminal 2 para la resistencia de ganancia.
Características principales
- Rango de ganancia: ajustable de 1 a 10 000 con un solo resistor externo.
- Alimentación: opera desde ±2.3 V hasta ±18 V (o 4.6 V a 36 V en alimentación simple).
- Consumo: típico ~1.3 mA.
- Offset de entrada: muy bajo (orden de tens de μV) y baja deriva térmica.
- CMRR: alto (≈100 dB a ganancias moderadas), ideal para señales diferenciales.
- Ruido: bajo (≈9 nV/√Hz @ 1 kHz), adecuado para señales biológicas y sensores.
- Ancho de banda: dependiente de la ganancia (disminuye al aumentar la ganancia), suficiente para adquisición de datos y aplicaciones médicas.
El AD620 calcula la ganancia con una sola resistencia externa. Para obtener (R_G) se despeja:
Fórmula básica y cómo usarla
La relación oficial entre la ganancia (G) y la resistencia de ganancia (R_G) es:
De ahí se despeja (R_G) cuando conoces la ganancia deseada:
Esta fórmula proviene de la hoja de datos del AD620 y es la que se usa para diseñar la etapa de ganancia.
Ejemplos prácticos
Estos cálculos muestran cómo (R_G) disminuye al aumentar la ganancia; para ganancias muy altas se requieren resistencias de valor bajo y precisas.
Consejos de diseño y consideraciones prácticas
- Precisión de (R_G): usa una resistencia de baja tolerancia y bajo coeficiente térmico (idealmente TC < 10 ppm/°C) para minimizar deriva de ganancia y error.
- Evitar resistencias en serie: cualquier resistencia parasitaria en serie con (R_G) introduce error de ganancia; coloca (R_G) lo más cerca posible del encapsulado.
- Límites prácticos: aunque la fórmula permite (G) hasta 10 000, en ganancias muy altas el ancho de banda y el ruido empeoran; verifica la hoja de datos para la respuesta en frecuencia y estabilidad a la ganancia elegida.
- Ajuste fino: para aplicaciones críticas, combina un potenciómetro de precisión en serie/paralelo con resistencias fijas para calibrar la ganancia en el prototipo.
Fuentes: hoja de datos AD620 (Analog Devices) y notas técnicas sobre cálculo de (R_G).
Comparativa rápida: AD620 vs LM741
| Atributo | AD620 (DIP‑8) | LM741 |
|---|---|---|
| Tipo | Amplificador de instrumentación | Amplificador operacional genérico |
| Ajuste de ganancia | 1–10 000 con RG | Ganancia por red externa (no optimizado) |
| Offset típico | Muy bajo (μV) | Alto (mV) |
| CMRR | Alto (≈100 dB) | Mucho menor |
| Ruido | Bajo | Mayor |
| Rango de alimentación | ±2.3 V a ±18 V | Requiere ±12 V típicamente |
| Aplicaciones típicas | Sensores, ECG, celdas de carga | Amplificación general, enseñanza |
Ventajas del AD620 frente al LM741
- Precisión superior: menor offset y menor deriva térmica.
- Mejor rechazo de modo común: reduce errores por ruido en entradas diferenciales.
- Ruido más bajo: mejora la relación señal/ruido en señales pequeñas.
- Ganancia fácil de ajustar: un solo resistor externo simplifica el diseño.
- Menor consumo y mayor flexibilidad de alimentación: apto para equipos portátiles y aplicaciones modernas.