积分运算电路

输出电压bai与输入电压的变化率成正比的电路。

积分运算电路图

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图片来源于网络

积分运算电路作用

在实际运用中,容易出现误差。原因有两个。

①集成运放不理想,由于运放的输入偏置电流,失调电流,输入失调电压影响,将使 逐渐 上升,形成输出误差电压。另外如果通频带不宽,那么对快速变化的输入信号反应迟钝,将会出现滞后现象,所以应选择低漂移集成运放或场效应管运放。

②积分电容同样也会造成误差。由于电容存在泄露电阻,会使 逐渐下降,同时又由于存在着电容的吸附效应,也会造成误差。所以应选择泄漏电阻大的电容器,如薄膜电容,聚苯乙烯电容器等。

积分运算电路工作原理

积分电 bai 路是使输出信号与输入信号的时间积分值成比例的电路。最简单的积分电路由一个电阻 R 和一个电容 C 构成,如图(a)所示。若时间常数 RC 足够大,外加电压时,电容 C 上的电压只能慢慢上升。在 t<<RC 的时间范围内,电容 C 两端电压很小,输入电压主要降落在电阻 R 上,充电电流 i≈ui(t)/R,输出电压 u0(t)为

u0(t)=1/Cdt≈1/RCdt

即输出电压近似与输入电压的时间积分值成比例。如果输入信号 Ui(t)是一个阶跃电压,理想积分电路的输出是一线性斜升电压,如图(b)虚线所示。简单的 RC 积分电路的实际输出波形与理想情况不同,在 t<<RC 的时间范围内,输出电压比较接近于理想的线性斜升电压,随着时间延续,电容两端的电压增高,充电电流减小、输出电压就越来越偏离理想积分电路的输出,如图(b)中实线所示。
积分电路也可用运算放大器和 RC 电路构成。理想的运算放大器,其输入端电流 i1≈0,输入端电压 UI≈0。

当外加电压 ui(t)时,电容器 C 的充电电流 iC=i≈ui(t)/R,输出电压 uo(t)(即电容器 C 两端电压)为积分电路可用于产生精密锯齿波电压或线性增长电压,以作为测量和控制系统的时基;也可用于脉冲波形变换电路中。在电视接收机中,采用积分电路可从复合同步信号中分离出场同步脉冲。
积分电路还可以用于处理模拟信号。当输入为正弦信号 ui(t)=Um 时,积分电路的输出为

u0(t)=1/RCdt=Um/ωRC

其幅度为输入信号的 1/ωRC,相位落后 90°。当输入信号含有不同频率分量时,积分电路输出端的信号中频率较高的分量所占的比例降低。在间接调频器中,为了用调相电路得到调频波,先用积分电路对调制信号积分,后由调相电路对载波进行相位调制,得到调频波。

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来源:轩哥技术分享
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