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积分运算电路和微分运算电路的实现方法

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:2.微分运算电路若将图5.3.15所示电路中电阻R和电容C的位置互换,并选取比较小的时间常数RC,则得到基本微分运算电路,如图5.3.16所示图5.3.16基本微分运算电路根据“虚短”“虚断”的原则:电容两端电压因而输出电压输出电压正比于输入电压对时间的微商。

积分运算电路和微分运算电路的实现方法

在自控系统中,常用积分电路微分电路作为环节,在仪器仪表之中它们还广泛用于波形的产生和变换;积分运算和微分运算互为逆运算。

1.积分运算电路

积分运算电路如图5.3.15所示,由于集成运放的同相输入端通过R′接地,uP=uN=0,为“虚地”。

电路中,电容C中电流等于电阻R中电流

假设电容初始电压为零,由于电容上的电流充电电流,电容电压为输出电压,故

图5.3.15 积分运算电路

在求解1t到t2时间段的积分值时

式中uO1t)为积分起始时刻的输出电压,即积分运算的起始值,积分的终值是t2时刻的电压。

当uI为常量时,输出电压

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在实用电路中,因为偏置电流、失调电压、失调电流及温漂不等于零,开环电压放大倍数、输入电阻及带宽不是无穷大,实际的电容器存在吸附效应和漏电阻等,因此实际积分电路的输出电压与输入电压的函数关系与理想情况相比存在误差,情况严重时甚至不能正常工作,为了防止低频信号增益过大,常在电容上并联一个反馈电阻加以限制,如图5.3.15虚线所示。

2.微分运算电路

若将图5.3.15所示电路中电阻R和电容C的位置互换,并选取比较小的时间常数RC,则得到基本微分运算电路,如图5.3.16所示

图5.3.16 基本微分运算电路

根据“虚短”“虚断”的原则:

电容两端电压

因而

输出电压

输出电压正比于输入电压对时间的微商。

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