输出电压波形为电流波形的电路集成的输入信号称为an积分器或运放积分器或积分放大器。输出电压为成比例的到振幅而且持续时间输入信号的。
理想运放积分器电路:
上述电路是通过替换反馈电阻器射频在逆变放大器配置中采用a电容器Cf。我们假设这里使用的opamp是an理想的一个。V2是在虚地电位。R1输入电阻和RL是负载电阻。
输出电压表达式:
- 应用基尔霍夫在节点V2上，我们得到
I1 = ib + if
- 由于输入阻抗Ri很高，IB可以忽略不计，
I1 = if
- 电容Cf上的电流和电压之间的关系由
I1 = Cf×(dVc/dt)
但是,
I1 = Vin - V2÷R1, Vc = (V2 - V0)
- 将I1的值代入上式，
(Vin - V2)÷R1 = Cf × d/dt×(V2 - V0)
- 通过使用的概念“虚地”我们可以写成V2 = 0
- 将V2代入上式，
Vin÷R1 = Cf × d/dt×(-V0)
- 对上式积分可求出输出电压
- 其中C是常数积分，它正比于输出t = 0秒时的电压。
- 由上面的方程，我们可以说输出是[-1/(R1 * Cf)]乘以输入电压的积分。R1而且Cf都是时间常数。
- 负号表示有相移180度在输入和输出信号之间，由于输入提供在运算放大器的反相输入处。
实用运算放大器积分器电路:
实际运放电路不同于理想运放。有一个反馈电阻Rf存在与反馈电容器并联。Rf的值很高。
实际运算放大器有有限开环增益，输入偏置电压，输入偏置电流。因此，可能有一个输出电压而没有任何输入信号。大的价值射频电阻用于减少这种影响。
Opamp积分器作为斜坡信号发生器
当在积分器的输入端施加方波时，由于输入信号幅值的变化，反馈电容不断充放电。
在两个积极的而且负半周时，电流流过输入电阻R1,通过电容Cf,流过运放输入端的电流为零。
电容已连接虚拟电容两端的接地电压就是运放的输出电压。
当负半周期出现时，电流方向反转，电容器线性充电以产生正的斜坡输出。
该电路的输出是一个三角波，其频率取决于R1和Cf的值。这种电路通常被称为斜坡发生器电路。
正弦波输入信号的输出:
当交流输入应用于反相输入端，输出电压产生的90°与输入信号的相位，产生余弦波。
当输入信号为三角波时，输出波形为正弦。上述电路起有源低通滤波器的作用。
运放积分器的优点:
- 低失真。
- 更好的线性。
- 增益可以控制。
- 灵敏的频率响应。
- 噪音影响小。
- 该电路稳定性高，振荡可能性小
运放积分器的缺点:
- 它可以作为一个积分器在射击频率范围。
- 超过这个频率范围输出就会失真。
- 运放参数影响输出波形和电压。
- 增益随频率的增加而减少。
- 由于偏置电流，输入偏置电压，可能会引入误差。
运算放大器积分器的应用:
以下是积分器的一些重要应用:
- 在三角波或斜坡发生器中。
- 用于模拟到数字(A到D)转换器。
- 在整型控制器中应用于闭环控制系统。
- 在模拟计算机中求解微分方程。
- 作为有源低通滤波器。
- 在通信电路中用于恢复调制信号。
运放教程:
Opamp作为微分器(有源微分器)
运算放大器积分器
电压跟随OPAMP或缓冲放大器
非反相放大器
反相放大器
741运算放大器，第一个运算放大器IC
运算放大器是什么?基本概念
自动电池充电电路采用LM358 OP-AMP
