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文档简介

积分电路定义输出信号与输入信号的积分成正比的电路,称为积分电路。积分电路原理从图中可以看出,Uo=Uc=(1/C)icdt,因Ui=UR+Uo,当t=to时,Uc=Oo.随后C充电,由于RCTk,充电很慢,所以认为Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R,故Uo=(1/c)icdt=(1/RC)icdt这就是输出Uo正比于输入Ui的积分(icdt)RC电路的积分条件:RCTk 电路结构如图J-1,积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波或三角波,还可将锯齿波转换为抛物波。电路原理很简单,都是基于电容的冲放电原理,这里就不详细说了,这里要提的是电路的时间常数R*C,构成积分电路的条件是电路的时间常数必须要大于或等于10倍于输入波形的宽度。积分电路特点1:积分电路可以使输入方波转换成三角波或者斜波2:积分电路电阻串联在主电路中,电容在干路中3:积分电路的时间常数t要大于或者等于10倍输入脉冲宽度4:积分电路输入和输出成积分关系积分电路的设计方法与步骤 积分电路的设计可按以下几个步骤进行:1选择电路形式积分电路的形式可以根据实际要求来确定。若要进行两个信号的求和积分运算,应选择求和积分电路。若只要求对某个信号进行一般的波形变换,可选用基本积分电路。基本积分电路如图1所示:2确定时间常数=RC的大小决定了积分速度的快慢。由于运算放大器的最大输出电压 Uomax为有限值(通常 Uomax=10V 左右),因此,若的值太小,则还未达到预定的积分时间 t 之前,运放已经饱和,输出电压波形会严重失真。所以的值必须满足: 当 ui为阶跃信号时,的值必须满足: 另外,选择值时,还应考虑信号频率的高低,对于正弦波信号 ui=Uimsint,积分电路的输出电压为:因此,当输入信号为正弦波时,的值不仅受运算放大器最大输出电压的限制,而且与输入信号的频率有关,对于一定幅度的正弦信号,频率越低的值应该越大。3选择电路元件1)当时间常数=RC 确定后,就可以选择 R 和 C 的值,由于反相积分电路的输入电阻Ri=R,因此往往希望 R 的值大一些。在 R 的值满足输入电阻要求的条件下,一般选择较大的C 值,而且 C 的值不能大于 1F。2)确定 RPRP 为静态平衡电阻,用来补偿偏置电流所产生的失调,一般取 RP=R。3)确定 Rf在实际电路中,通常在积分电容的两端并联一个电阻 Rf。Rf 是积分漂移泄漏电阻,用来防止积分漂移所造成的饱和或截止现象。为了减小误差要求 Rf 10R。4选择运算放大器为了减小运放参数对积分电路输出电压的影响,应选择:输入失调参数(UIO、IIO、IB)小,开环增益(Auo)和增益带宽积大,输入电阻高的集成运算放大器。积分电路的调试对于图 1 所示的基本积分电路,主要是调整积分漂移。一般情况下,是调整运放的外接调零电位器,以补偿输入失调电压与输入失调电流的影响。调整方法如下:先将积分电路的输入端接地,在积分电容的两端接入短路线,将积分电容短路,使积分电路复零。然后去掉短路线,用数字电压表(取直流档)监测积分电路的输出电压,调整调零电位器,同时观察积分电路输出端积分漂移的变化情况, 当调零电位器的值向某一方向变化时, 输出漂移加快,而反方向调节时,输出漂移变慢。反复仔细调节调零电位器,直到积分电路的输出漂移最小为止。设计举例已知:方波的幅度为 2 伏,方波的频率为500Hz,要求设计一个将方波变换为三角波的积分电路,积分电路的输入电阻 Ri10k,并采用A741 型集成运算放大器。设计步骤:1选择电路形式根据题目要求,选用图 2 反相积分电路。 2确定时间常数=RC要将方波变换为三角波,就是要对方波的每半个周期分别进行不同方向的积分运算。当方波为正半周时,相当于向积分电路输入正的阶跃信号;当方波为负半周时,相当于向积分电路输入负的阶跃信号。因此,积分时间都等于 。由于A741 的最大输出电压 U =10V 左右,所以,的值必须满足:由于对三角波的幅度没有要求,故取=0.5ms。3确定 R 和 C 的值由于反相积分电路的输入电阻 Ri10k,故取积分电阻 R=Ri=10 k。因此,积分电容: 4. 确定 Rf和 RP的值 为了减小 Rf 所引起的积分误差,取

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