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积分电路

2017-04-17 10:06分类:电工考证知识 阅读:

 

积分电路是一种运用比照广泛的仿照信号运算电路。它是构成仿照核算机的根柢单元,用以完毕对微分方程的仿照。一同,积分电路也是操控和丈量体系中常用的首要单元,运用其充放电进程能够完毕延时、守时以及各种波形的发作。

一、电路构成

电容两头的电压uc与流过电容的电流ic之间存在着积分联络,即


如能使电路的输出电压uo与电容两头的电压uc成正比,而电路的输入电压ul与流过电容的电流ic成正比,则uo与ul之间即可变成积分运算联络。运用志趣运放作业在线性区时"虚短"和"虚断"的特征能够完毕以上央求。

在上图中,输入电压经过电阻R加在集成运放的反相输入端,并在输出端和反相输入端之间经过电容C引回一个深度负反响,即可构成根柢积分电路。为使集成运放两个输入端对地的电阻平衡,一般使同相输入端的电阻为

R’ = R (1)

能够看出,这种反相输入根柢积分电路实习上是在仇视份额电路的根底大将反响回路中的电阻RF改为电容c而得到的。

因为集成运放的反相输大端"虚地",故

uo = - uc

可见输出电压与电容两头电压成正比。又因为"虚断",运放反相输入端的电流为零,则i1=ic,故

u1 = i1R =icR

即输入电压与流过电容的电流成正比。由以上几个表达式可得

(2)

式中电阻与电容的乘积称为积分时刻常数,一般用符号r标明,即

τ=RC

假定在开端积分之前,电容两头现已存在一个初始电压,则积分电路将有一个初始的输出电压Uo(0),此刻

(3)

二、输入、输出波形

(一)输入电压为矩形波

假定在根柢积分电路的输入端加上一个矩形波电压,则由式(3)可知,当t≤to时,u1=0,故uo=0;当to<t≤t1时,uI=U1=常数,则


此刻uo将跟着时刻而向负方向直线添加,添加的速度与输入电压的凹凸U1成正比,与积分时刻常数RC成反比。

当t>t1时,u1=0,由式(3)可知,此刻uo将坚持t=t1时的输出电压值不变。

(二)输入电压为正弦波

若u1=Umsinwt,则由式(3)可得


此刻积分电路的输出电压是一个余弦波。uo的相位比u1抢先90°。此刻积分电路的效果是移相。

三、积分电路的过失

在实习的积分运算电路中,发作积分过失的要素首要有以下两个方面:

一方面是因为集成运放不是志趣特性而致使的。例如,当u1=0地,uo也应为零,可是因为运放的输入偏置电流流过积分电容,使uo逐步上升,时刻愈长,过失愈大。又如,因为集成运放的通频带不行宽,使积分电路对活络改动的输入信号反响愚钝,使输出波形出现滞后景象,等等。

发作积分过失的另一方面要素是由积分电容致使的。例如,当u1回到零往后,uo应当坚持正本的数值不变,可是,因为电容存在走漏电阻,使uo的幅值逐步降低。又如,因为电容存在吸附效应也将给积分电路带来过失,等等。

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