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  • 運(yùn)算放大器積分電路圖文解析
    • 發(fā)布時(shí)間:2022-11-22 17:26:28
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    運(yùn)算放大器積分電路圖文解析
    運(yùn)算放大器可用作正反饋放大器或負(fù)反饋放大器的一部分或作為加法器或減法器類(lèi)型的電路,在輸入和反饋環(huán)路中僅使用純電阻。
    在運(yùn)算放大器反饋路徑上連接了一個(gè)RC網(wǎng)絡(luò),產(chǎn)生另一種通常稱為運(yùn)算放大器積分器電路的運(yùn)算放大器電路。如下所示。
    運(yùn)算放大器積分電路
    運(yùn)算放大器 積分 電路
    顧名思義,運(yùn)算放大器積分器是一個(gè)運(yùn)算放大器電路,執(zhí)行積分的數(shù)學(xué)運(yùn)算,也就是說(shuō)我們可以使輸出響應(yīng)輸入電壓隨時(shí)間的變化因?yàn)檫\(yùn)算放大器積分器產(chǎn)生的輸出電壓與輸入電壓的積分成正比。
    換句話說(shuō),輸出信號(hào)的幅度由長(zhǎng)度決定。時(shí)間電壓存在于其輸入端,因?yàn)楫?dāng)通過(guò)電容器發(fā)生所需的負(fù)反饋時(shí),通過(guò)反饋環(huán)路的電流對(duì)電容器充電或放電。
    當(dāng)階躍電壓 Vin 時(shí)首先應(yīng)用于積分放大器的輸入端,未充電電容器 C 具有非常小的電阻,有點(diǎn)像短路,允許最大電流流過(guò)輸入電阻, Rin 因?yàn)閮蓚€(gè)板塊之間存在電位差。沒(méi)有電流流入放大器輸入,點(diǎn) X 是虛擬地,導(dǎo)致零輸出。
    由于此時(shí)電容器的阻抗非常低, X C / R IN 的增益比也非常小,總體而言電壓增益小于1,(電壓跟隨電路)。
    作為反饋電容, C 由于輸入電壓的影響而開(kāi)始充電,其阻抗 Xc 與其充電速率成比例地緩慢增加。電容器以由RC串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的RC時(shí)間常數(shù)(τ)確定的速率充電。負(fù)反饋強(qiáng)制運(yùn)算放大器產(chǎn)生輸出電壓,在運(yùn)算放大器的反相輸入端保持虛擬接地。
    由于電容連接在運(yùn)算放大器的反相輸入(地電位)之間)和運(yùn)算放大器的輸出(負(fù)極),電容器兩端產(chǎn)生的電位電壓 Vc 緩慢增加,導(dǎo)致充電電流隨電容器阻抗的增加而減小。
    這導(dǎo)致 Xc / Rin 的比率增加,產(chǎn)生線性增加的斜坡輸出電壓,該電壓持續(xù)增加,直到電容器完全充電。
    此時(shí)電容器充當(dāng)開(kāi)路,阻止任何更多的直流電流。反饋電容與輸入電阻的比率( X C / R IN )現(xiàn)在無(wú)限大,從而產(chǎn)生無(wú)限增益。這種高增益(類(lèi)似于運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)增益)的結(jié)果是放大器的輸出進(jìn)入飽和狀態(tài),如下所示。 
    (當(dāng)放大器的輸出電壓劇烈擺動(dòng)到一個(gè)電壓供電軌或另一個(gè)很少或沒(méi)有控制之間時(shí),就會(huì)發(fā)生飽和)。
    運(yùn)算放大器 積分 電路
    輸出電壓增加的速率(變化率)由電阻和電容的值決定,“ RC時(shí)間常數(shù)”。通過(guò)更改 RC 時(shí)間常數(shù)值,可以通過(guò)更改電容器的值, C 或電阻器, R 來(lái)確定它的時(shí)間。例如,輸出電壓達(dá)到飽和也可以改變。
    運(yùn)算放大器 積分 電路
    如果我們應(yīng)用不斷變化的輸入將信號(hào)(如方波)輸入積分放大器,然后電容器將響應(yīng)輸入信號(hào)的變化進(jìn)行充電和放電。這導(dǎo)致輸出信號(hào)是鋸齒波形的輸出信號(hào),其輸出受電阻器/電容器組合的 RC 時(shí)間常數(shù)的影響,因?yàn)樵谳^高頻率下,電容器完全充電的時(shí)間較短。
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