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標(biāo)簽 > 積分電路
積分電路主要用于波形變換、放大電路失調(diào)電壓的消除及反饋控制中的積分補(bǔ)償?shù)葓?chǎng)合。
積分電路主要用于波形變換、放大電路失調(diào)電壓的消除及反饋控制中的積分補(bǔ)償?shù)葓?chǎng)合。
簡(jiǎn)介
右圖是一個(gè)典型的積分電路圖。由圖可以看出,輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)了一個(gè)電阻后經(jīng)過(guò)反饋流到電容上,但此時(shí)認(rèn)為電容的初始電量為零,故此時(shí)給電容充電。由理想運(yùn)算放大器的虛短、虛斷性質(zhì)得,(vi-0)/R=dQ/dt=C*d(0-vo)/dt,所以vo=-1/(RC)∫ vdt.如果把R1和C換個(gè)位置,就成了微分電路(但輸入的電壓應(yīng)該是交流信號(hào)才可通過(guò)電容)。上面討論的運(yùn)算放大器是基于電壓放大器基礎(chǔ)之上的。
積分電路主要用于波形變換、放大電路失調(diào)電壓的消除及反饋控制中的積分補(bǔ)償?shù)葓?chǎng)合。
簡(jiǎn)介
右圖是一個(gè)典型的積分電路圖。由圖可以看出,輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)了一個(gè)電阻后經(jīng)過(guò)反饋流到電容上,但此時(shí)認(rèn)為電容的初始電量為零,故此時(shí)給電容充電。由理想運(yùn)算放大器的虛短、虛斷性質(zhì)得,(vi-0)/R=dQ/dt=C*d(0-vo)/dt,所以vo=-1/(RC)∫ vdt.如果把R1和C換個(gè)位置,就成了微分電路(但輸入的電壓應(yīng)該是交流信號(hào)才可通過(guò)電容)。上面討論的運(yùn)算放大器是基于電壓放大器基礎(chǔ)之上的。
原理
積分電路是使輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的時(shí)間積分值成比例的電路。最簡(jiǎn)單的積分電路由一個(gè)電阻R和一個(gè)電容C構(gòu)成,如圖(a)所示。若時(shí)間常數(shù)RC足夠大,外加電壓時(shí),電容C上的電壓只能慢慢上升。在t《《RC的時(shí)間范圍內(nèi),電容C兩端電壓很小,輸入電壓主要降落在電阻R上,充電電流i≈ui(t)/R,輸出電壓u0(t)為u0(t)=1/Cdt≈1/RCdt即輸出電壓近似與輸入電壓的時(shí)間積分值成比例。如果輸入信號(hào)Ui(t)是一個(gè)階躍電壓,理想積分電路的輸出是一線性斜升電壓,如圖(b)虛線所示。簡(jiǎn)單的RC積分電路的實(shí)際輸出波形與理想情況不同,在t《《RC的時(shí)間范圍內(nèi),輸出電壓比較接近于理想的線性斜升電壓,隨著時(shí)間延續(xù),電容兩端的電壓增高,充電電流減小、輸出電壓就越來(lái)越偏離理想積分電路的輸出,如圖(b)中實(shí)線所示。積分電路也可用運(yùn)算放大器和RC電路構(gòu)成。理想的運(yùn)算放大器,其輸入端電流i1≈0,輸入端電壓UI≈0。當(dāng)外加電壓ui(t)時(shí),電容器C的充電電流iC=i≈ui(t)/R,輸出電壓uo(t)(即電容器C兩端電壓)為積分電路可用于產(chǎn)生精密鋸齒波電壓或線性增長(zhǎng)電壓,以作為測(cè)量和控制系統(tǒng)的時(shí)基;也可用于脈沖波形變換電路中。在電視接收機(jī)中,采用積分電路可從復(fù)合同步信號(hào)中分離出場(chǎng)同步脈沖。積分電路還可以用于處理模擬信號(hào)。當(dāng)輸入為正弦信號(hào) ui(t)=Um 時(shí),積分電路的輸出為u0(t)=1/RCdt=Um/ωRC其幅度為輸入信號(hào)的1/ωRC,相位落后90°。當(dāng)輸入信號(hào)含有不同頻率分量時(shí),積分電路輸出端的信號(hào)中頻率較高的分量所占的比例降低。在間接調(diào)頻器中,為了用調(diào)相電路得到調(diào)頻波,先用積分電路對(duì)調(diào)制信號(hào)積分,后由調(diào)相電路對(duì)載波進(jìn)行相位調(diào)制,得到調(diào)頻波。
模擬電路
電路型式圖①是反相輸入型積分電路,其輸出電壓是將輸入電壓對(duì)時(shí)間的積分值除以時(shí)間所得的商,即Vout=-1/C1R1∫Vin dt,由于受運(yùn)放開環(huán)增益的限制,其頻率特性為從低頻到高頻的-20dB/dec傾斜直線,故希望對(duì)高頻率信號(hào)積分時(shí)要選擇工作頻率相應(yīng)高的運(yùn)放。圖②是差動(dòng)輸入型積分電路,將兩個(gè)輸入端信號(hào)之差對(duì)時(shí)間積分。其輸出電壓Vout=1/C1R1∫(Vin2-Vin1)dt;若將圖②的E1端接地,就變成同相輸入型積分電路。它們的頻率特性與圖1電路相同。
參數(shù)選擇
主要是確定積分時(shí)間C1R1的值,或者說(shuō)是確定閉環(huán)增益線與0dB線交點(diǎn)的頻率f0(零交叉點(diǎn)頻率),見圖③。當(dāng)時(shí)間常數(shù)較大,如超過(guò)10ms時(shí),電容C1的值就會(huì)達(dá)到數(shù)微法,由于微法級(jí)的標(biāo)稱值電容選擇面較窄,故宜用改變電阻R1的方法來(lái)調(diào)整時(shí)間常數(shù)。但如所需時(shí)間常數(shù)較小時(shí),就應(yīng)選擇R1為數(shù)千歐~數(shù)十千歐,再往小的方向選擇C1的值來(lái)調(diào)整時(shí)間常數(shù)。因?yàn)镽1的值如果太小,容易受到前級(jí)信號(hào)源輸出阻抗的影響。根據(jù)以上的理由,圖①和圖②積分電路的參數(shù)如下:積分時(shí)間常數(shù)0.2s(零交叉頻率0.8Hz),輸入阻抗200kΩ,輸出阻抗小于1Ω。
積分電路特點(diǎn)
1、積分電路可以使輸入方波轉(zhuǎn)換成三角波或者斜波
2、積分電路電阻串聯(lián)在主電路中,電容在干路中
3、積分電路的時(shí)間常數(shù)t要大于或者等于10倍輸入脈沖寬度
4、積分電路輸入和輸出成積分關(guān)系
積分電路的用途
1. 在電子開關(guān)中用于延遲。
2. 波形變換。
3. A/D轉(zhuǎn)換中,將電壓量變?yōu)闀r(shí)間量。
4. 移相。
在運(yùn)算放大器積分器電路中,電容器插入反饋環(huán)路中,并在反相輸入端與R1一起產(chǎn)生一個(gè)RC時(shí)間常數(shù)。
2024-10-29 標(biāo)簽:CMOS運(yùn)算放大器積分電路 2552 0
積分電路通常需要參考電壓作為比較器的參考。確保參考電壓的穩(wěn)定性是關(guān)鍵。使用穩(wěn)壓器或其他合適的電路來(lái)提供穩(wěn)定的參考電壓,以確保積分電路的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
積分型復(fù)位電路(Integral Reset Circuit)是一種用于單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位電路,用于在系統(tǒng)啟動(dòng)或異常情況下將系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)。
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2023-11-17 標(biāo)簽:單片機(jī)dac轉(zhuǎn)換電路 3387 0
與數(shù)學(xué)中的微分運(yùn)算類似, **微分電路的作用是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行一階求導(dǎo),輸出信號(hào)的大小與輸入信號(hào)的變化率有關(guān),反映的是信號(hào)中的突變部分。
2023-10-25 標(biāo)簽:運(yùn)算放大器電荷泵積分電路 2876 0
積分電路的作用是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行積分運(yùn)算,即累積輸入信號(hào)的面積。它可以用于多種應(yīng)用,包括信號(hào)濾波、波形整形、模擬計(jì)算和控制系統(tǒng)等。
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類別:電源技術(shù) 2011-05-20 標(biāo)簽:PWM積分電路調(diào)制電路
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