积分电路
名词解释
积分电路主要用于波形变换、放大电路失调电压的消除及反馈控制中的积分补偿等场合。
原理
积分电路是使输出信号与输入信号的时间积分值成比例的电路。最简单的积分电路由一个电阻R和一个电容C构成,如图(a)所示。若时间常数RC足够大,外加电压时,电容C上的电压只能慢慢上升。在t<<RC的时间范围内,电容C两端电压很小,输入电压主要降落在电阻R上,充电电流i≈ui(t)/R,输出电压u0(t)为
u0(t)= ∫i/Cdt ≈∫ui(t)/RCdt = t*ui(t)/RC
即输出电压近似与输入电压的时间积分值成比例。如果输入信号Ui(t)是一个阶跃电压,理想积分电路的输出是一线性斜升电压,如图(b)虚线所示。简单的RC积分电路的实际输出波形与理想情况不同,在t<<RC的时间范围内,输出电压比较接近于理想的线性斜升电压,随着时间延续,电容两端的电压增高,充电电流减小、输出电压就越来越偏离理想积分电路的输出,如图(b)中实线所示。
积分电路也可用运算放大器和RC电路构成。理想的运算放大器,其输入端电流i1≈0,输入端电压UI≈0。当外加电压ui(t)时,电容器C的充电电流iC=i≈ui(t)/R,输出电压uo(t)(即电容器C两端电压)为积分电路可用于产生精密锯齿波电压或线性增长电压,以作为测量和控制系统的时基;也可用于脉冲波形变换电路中。在电视接收机中,采用积分电路可从复合同步信号中分离出场同步脉冲。
积分电路还可以用于处理模拟信号。当输入为正弦信号 ui(t)=Um 时,积分电路的输出为
u0(t)=1/RCdt=Um/ωRC
其幅度为输入信号的1/ωRC,相位落后90°。当输入信号含有不同频率分量时,积分电路输出端的信号中频率较高的分量所占的比例降低。在间接调频器中,为了用调相电路得到调频波,先用积分电路对调制信号积分,后由调相电路对载波进行相位调制,得到调频波。
参考文献
- ↑ 【荐读】细数中国传统文化元素 “一二三四五” ,搜狐,2018-02-11
- ↑ 中华优秀传统文化——汉字2022-03-30