簡介
上圖是一個典型的積分電路圖。由圖可以看出,輸入信号經過了一個電阻後經過反饋流到電容上,但此時認為電容的初始電量為零,故此時給電容充電。由理想運算放大器的虛短、虛斷性質得,(v-0)/R=dQ/dt=C*d(0-v)/dt,所以v=-1/(RC)∫ vdt。如果把R和C換個位置,就成了微分電路(但輸入的電壓應該是交流信号才可通過電容)。
原理
積分電路是使輸出信号與輸入信号的時間積分值成比例的電路。最簡單的積分電路由一個電阻R和一個電容C構成,如圖5所示。電阻R和電容C串聯接入輸入信号VI,由電容C輸出信号V0,當RC(τ)數值與輸入方波寬度tW之間滿足:τ>>tW (一般至少為10倍以上),在電容C兩端(輸出端)得到鋸齒波電壓,如圖6所看到的:
由上圖可知,當t=t1 時,Vi由0->Vm,由于電容兩端的電壓不能突變,所以此時Vo=Vc=0;當t1>tw,電容充電很緩慢;當t=t2 時,VI由Vm→0,相當于輸入端被短路,電容原先充有左正右負電 壓VI經R緩慢放電,VO(VC)按指數規律下降,這樣,輸出信号就是鋸齒波,近似為三角形波,τ>>tW是本電路必要條件,由于他是在方波到來期間,電容僅僅是緩慢充電,VC還未上升到Vm時,方波就消失,電容 開始放電,以免電容電壓出現一個穩定電壓值,并且τ越大,鋸齒波越接近三角波。輸出波形是對輸入波形積分運算的結果,他是突出輸入信号的直流及緩變分量,減少輸入信号的變化量。這種積分電路配合施密斯觸發器的應用便能夠得到标準矩形波的延時電路。
特點
積分電路可以使輸入方波轉換成三角波或者斜波;積分電路電阻串聯在主電路中,電容在幹路中;積分電路的時間常數t要大于或者等于10倍輸入脈沖寬度;積分電路輸入和輸出成積分關系。
參數選擇
主要是确定積分時間C1R1的值,或者說是确定閉環增益線與0dB線交點的頻率f0(零交叉點頻率),見圖③。當時間常數較大,如超過10ms時,電容C1的值就會達到數微法,由于微法級的标稱值電容選擇面較窄,故宜用改變電阻R1的方法來調整時間常數。但如所需時間常數較小時,就應選擇R1為數千歐~數十千歐,再往小的方向選擇C1的值來調整時間常數。因為R1的值如果太小,容易受到前級信号源輸出阻抗的影響。
根據以上的理由,圖①和圖②積分電路的參數如下:積分時間常數0.2s(零交叉頻率0.8Hz),輸入阻抗200kΩ,輸出阻抗小于1Ω。