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  • 运算放大器积分电路图文解析
    • 发布时间:2022-11-22 17:26:28
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    运算放大器积分电路图文解析
    运算放大器可用作正反馈放大器或负反馈放大器的一部分或作为加法器或减法器类型的电路,在输入和反馈环路中仅使用纯电阻。
    在运算放大器反馈路径上连接了一个RC网络,产生另一种通常称为运算放大器积分器电路的运算放大器电路。如下所示。
    运算放大器积分电路
    运算放大器 积分 电路
    顾名思义,运算放大器积分器是一个运算放大器电路,执行积分的数学运算,也就是说我们可以使输出响应输入电压随时间的变化因为运算放大器积分器产生的输出电压与输入电压的积分成正比。
    换句话说,输出信号的幅度由长度决定。时间电压存在于其输入端,因为当通过电容器发生所需的负反馈时,通过反馈环路的电流对电容器充电或放电。
    当阶跃电压 Vin 时首先应用于积分放大器的输入端,未充电电容器 C 具有非常小的电阻,有点像短路,允许最大电流流过输入电阻, Rin 因为两个板块之间存在电位差。没有电流流入放大器输入,点 X 是虚拟地,导致零输出。
    由于此时电容器的阻抗非常低, X C / R IN 的增益比也非常小,总体而言电压增益小于1,(电压跟随电路)。
    作为反馈电容, C 由于输入电压的影响而开始充电,其阻抗 Xc 与其充电速率成比例地缓慢增加。电容器以由RC串联网络的RC时间常数(τ)确定的速率充电。负反馈强制运算放大器产生输出电压,在运算放大器的反相输入端保持虚拟接地。
    由于电容连接在运算放大器的反相输入(地电位)之间)和运算放大器的输出(负极),电容器两端产生的电位电压 Vc 缓慢增加,导致充电电流随电容器阻抗的增加而减小。
    这导致 Xc / Rin 的比率增加,产生线性增加的斜坡输出电压,该电压持续增加,直到电容器完全充电。
    此时电容器充当开路,阻止任何更多的直流电流。反馈电容与输入电阻的比率( X C / R IN )现在无限大,从而产生无限增益。这种高增益(类似于运算放大器的开环增益)的结果是放大器的输出进入饱和状态,如下所示。 
    (当放大器的输出电压剧烈摆动到一个电压供电轨或另一个很少或没有控制之间时,就会发生饱和)。
    运算放大器 积分 电路
    输出电压增加的速率(变化率)由电阻和电容的值决定,“ RC时间常数”。通过更改 RC 时间常数值,可以通过更改电容器的值, C 或电阻器, R 来确定它的时间。例如,输出电压达到饱和也可以改变。
    运算放大器 积分 电路
    如果我们应用不断变化的输入将信号(如方波)输入积分放大器,然后电容器将响应输入信号的变化进行充电和放电。这导致输出信号是锯齿波形的输出信号,其输出受电阻器/电容器组合的 RC 时间常数的影响,因为在较高频率下,电容器完全充电的时间较短。
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