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積分電路計算公式

DavidBet @ 2020-06-12 , reply:0

概述

  下圖是一個典型的積分電路圖。由圖可以看出,輸入信號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,(vi-0)/R=dQ/d……

  下圖是一個典型的積分電路圖。由圖可以看出,輸入信號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,(vi-0)/R=dQ/dt=C*d(0-vo)/dt,所以vo=-1/(RC)∫ vdt.如果把R1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號才可通過電容)。



  上面討論的運算放大器是基於電壓放大器基礎之上的。



  



  積分電路是使輸出信號與輸入信號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1所示。電阻R和電容C串聯接入輸入信號VI,由電容C輸出信號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2所看到的:



  



  由上圖可知,當t=t1 時,Vi由0-》Vm,由於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,相當於輸入端被短路,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,輸出信號就是鋸齒波,近似為三角形波,τ》》tW是本電路必要條件,由於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,並且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,他是突出輸入信號的直流及緩變分量,減少輸入信號的變化量。這種積分電路配合施密斯觸發器的應用便能夠得到標準矩形波的延時電路。



  



  當輸入信號電壓加在輸入端時,電容(C)上的電壓逐漸上升。而其充電電流則隨著電壓的上升而減小。電流通過電阻(R)、電容(C)的特性可有下面的公式表達:



  i = (V/R)e-(t/CR)



  i--充電電流(A); 



  V--輸入信號電壓(V); 



  C--電阻值(歐姆);



  e--自然對數常數(2.71828);



  t--信號電壓作用時間(秒); 



  CR--R、C常數(R*C)



  由此我們可以找輸出部分即電容上的電壓為V-i*R,結合上面的計算,我們可以得出輸出電壓曲線計算公式為(其曲線見下圖):



  



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