运算放大器积分电路图
原理图1
积分运算电路的分析方法与加法电路差不多,反相积分运算电路如图1所
示。
根据虚地有, 于是 由此可见,输出电压为输入电压对时间的积分,负号表明输出电压和输入电压在相位上是相反的。
当输入信号是阶跃直流电压U I时,电容将以近似恒流的方式进行充电,输出
电压与时间成线性关系。
即
例:在图1的积分器的输入端加入图2中给定输入波形,画出在此输入波形作用下积分器的输出波形,电容器上的初始电压为0。
积分器的参数R=10kW、C=0.1mF。
图2给出了在阶跃输入和方波输入下积分器的输出波形。
画出积分器输出波形,应对应输入波形,分段绘制。
例如对于图2(a)阶跃信号未来之前是一段,阶跃信号到来之后是一段。
对图2(a),当t<t0时,因输入为0,输出电压等于电容器上的电压,初始值为0;
当t≥t0时,u I = -U I,积分器正向积分,输出电压
要注意,当输入信号在某一个时间段等于零时,参阅图2(b)的1ms~2ms、
3ms~4ms…各段。
积分器的输出是不变的,保持前一个时间段的最终数值。
因为虚地的原因,当输入为零时,积分电阻 R 两端无电位差,故R中无电流,因此 C 不能放电,故输出电压保持不变。
实际应用积分电路时,由于运放的输入失调电压、输入偏置电流和失调电流的影响,会出现积分误差;此外,积分电容的漏电流也是产生积分误差的原因之一。
(a) 阶跃输入信号(b)方波输入信号
图2 积分器的输入和输出波形
实际的积分电路,应当采用失调电压、偏置电流和失调电流较小的运放,并在同相输入端接入可调平衡电阻;选用泄漏电流小的电容,如薄膜电容、聚苯乙烯电容,可以减少积分电容的漏电流产生的积分误差。