运算放大器积分电路图

运算放大器积分电路   

 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1 原理图

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。