运算放大器积分电路及积分电路设计 运算放大器积分电路及积分电路设计 积分电路 Integrator circuit 在运算放大器积分器电路中，电容器插入反馈环路中，并在反相输入端与R1一起产生一个RC时间常数。 积分的物理意义 积分的物理意义我们经常会使用到，例如下面的几个例子。 1、加速度对时间的积分就是速度； 2、速度对时间的积分就是路程； 3、功率对时间的积分就是功。 积分的几何意义 几何意义来自于我们的数学基础概念，比如几何处理等问题，如下所示。 
积分电路 积分器电路根据电路时间常数和放大器的带宽，在一个频率范围内输出输入信号的积分。 输入信号被施加到反相输入，因此输出相对于输入信号的极性反相。理想的积分器电路将饱和到电源轨，具体取决于输入失调电压的极性并需要增加一个反馈电阻R2，以提供稳定的直流工作点。反馈电阻器限制了执行积分功能的较低频率范围。 设计须知 1.对于反馈电阻，请使用尽可能大的值。 2.选择一个CMOS运算放大器，以最小化输入偏置电流的误差。 3.放大器的增益带宽积（GBP）将设置积分器功能的上限频率。 集成功能的有效性通常在距放大器带宽约十年的时间开始降低。 4.需要将一个可调基准电压连接到运算放大器的同相输入，以消除输入失调电压，否则较大的DC噪声增益将导致电路饱和。具有非常低的失调电压的运算放大器可能不需要这样做。 积分电路如下所示： 
积分电路计算 积分电路输出电压Vout计算 
如何设计 1、我们需要先设定电阻值，即就是上图中的R1； 2、计算C1以设置单位增益积分频率。 3、计算R2将下限截止频率设置为比最小工作频率低十倍。 4、选择增益带宽至少为所需最大工作频率的10倍的放大器。 
增益带宽积 假设运算放大器的增益带宽积为1 MHz，它意味着当频率为1 Mhz时，器件的增益下降到单位增益。即此时A=1。同时说明这个放大器最高可以以1 MHz的频率工作而不至于使输入信号失真。由于增益与频率的乘积是确定的，因此当同一器件需要得到10倍增益时，它最高只能够以100 kHz的频率工作。 单位增益带宽 单位增益带宽定义为，运放的闭环增益为1倍条件下，将一个频率可变恒幅正弦小信号输入到运放的输入端，随着输入信号频率不断变大，输出信号增益将不断减小，当从运放的输出端测得闭环电压增益下降3db（或是相当于运放输入信号的0.707）时，所对应的信号频率乘以闭环放大倍数1所得的增益带宽积。 导数的运算 因为我们在高等数学里面是先讲到的导数相关运算，再讲述的是积分运算。 简单函数： 
复合函数： 
积分的运算 
运放芯片本身需要注意的参数 VOS 输入失调电压 输入失调电压定义为集成运放输出端电压为零时。两个输入端之间所加的补偿电压。输入失调电压实际上反映了运放内部的电路对称性。对称性越好。输入失调电压越小。输入失调电压是运放的一个十分重要的指标，特别是精密运放或是用于直流放大时。输入失调电压与制造工艺有一定关系。当中双极型工艺（即上述的标准硅工艺）的输入失调电压在±1~10mV之间。 IB 输入偏置电流 运放两个输入端偏置电流的平均值， 确切地说是运算放大器工作在线性区时流入输入端的平均电流。用于衡量差分放大对管输入电流的大小。 IOS 输入失调电流 在零输入时，差分输入级的差分对管基极电流之差，II0＝|IB1－IB2|。用于表征差分级输入电流不对称的程度。通常，Ios为（0.5～5）nA，高质量的可低于 1nA。 AOL 开环电压增益 开环电压增益参数Aol被定义为输出电压的改变量与两个输入端之间电压该变量之比。 运算放大器的静态输入指标及动态技术指标：输入失调电压、输入失调电流、输入偏置电流、共模抑制比、单位增益带宽、转换速率、压摆率、输入阻抗、输出阻抗。 积分电路的应用： 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 积分电压波形 我们经常所了解到的方波转为三角波； 
R2如果不增加将会导致输出出现积分饱和，也就是电容无法放电，导致输出异常甚至可能达到和供电电源一样的电压，因此需要增加这个大的并联电容； 积分电路分析分析 如果现在施加到Vin的方波进入其正半周期并在Vin处产生稳定的正DC电压，则电流将流过R1并开始对C1充电。 由于R1和C1的交界处的电压（LM324的反相输入）保持在虚拟地，因此，运放输出（连接至C1的右面板）的电压将开始以一定速率下降由CR时间常数控制。 输出电压将继续下降，试图达到一个等于Vin且与Vin相反的负电压。此动作导致输出端出现相对线性的负向斜率，直到（远在一个时间常数结束之前），输入方波突然改变极性。 在输入方波的负向半周期开始时将Vin的电压更改回较低的水平将导致C1开始放电，并将反相输入保持在0V，运算放大器输出的电压将开始以线性方式增加。 这一直持续到下一个周期开始时输入突然再次变为正。 为了在输出三角波形上产生线性斜坡，积分器电路的CR时间常数应类似于或长于输入波周期时间的一半。 在图所示的情况下，时间常数R1 x C1（100exp3 x 10exp-9）= 220µs将周期为1 / 2exp3Hz = 500µs / 2 = 250µs的1kHz方波转换为合理的线性三角波波。 Reference 更多详细介绍可以参考TI相关介绍。 1、http://webpages.ursinus.edu/lriley/ref/circuits/node5.html 2、https://wenku.baidu.com/view/4e228473227916888586d763.html 3、https://learnabout-electronics.org/Amplifiers/amplifiers66.php 今日清明，共寄哀思
2024最新激活全家桶教程，稳定运行到2099年，请移步至置顶文章：https://sigusoft.com/99576.html
版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献，该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容， 请联系我们举报，一经查实，本站将立刻删除。 文章由激活谷谷主-小谷整理,转载请注明出处：https://sigusoft.com/34663.html
