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积分电路计算公式大全_积分电路计算公式

积分电路计算公式大全_积分电路计算公式

下图是典型的积分电路图。从图中可以看出,输入信号经过一个电阻后通过反馈流向电容,但此时电容的初始电荷被认为是零,因此此时电容被充电。根据理想运算放大器的虚短路断特性,(vi-0)/R=dQ/dt=C*d(0-vo)/dt,所以vo=-1/(RC) vdt。如果R1和C被交换,它就成为一个差分电路(但输入电压在通过电容之前应该是一个交流信号)。

上面讨论的运算放大器是基于电压放大器的。

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组成,如图1所示。电阻器R和电容器C串联连接到输入信号VI,并且电容器C输出信号V0。当RC()的值与输入方波宽度tW满足:""tw(一般至少10倍)时,在电容C两端(输出端)得到锯齿波电压,如图2所示:

从上图可以看出,当t=t1时,Vi从0-VM变化,由于电容两端的电压不能突然变化,此时Vo=Vc=0;

T1 tw时,电容充电缓慢;

t=t2时,VI从Vm0变化,表示输入端短路。电容原本用左正右负电压充电,VI通过R缓慢放电,VO(VC)呈指数下降。

这样输出信号就是锯齿波,近似三角波,""tw是这个电路的必要条件。因为是在方波到来期间,电容只是缓慢充电,在VC上升到Vm之前,方波消失,电容开始放电,以避免电容电压出现一个稳定的电压值,越大,锯齿波越接近三角波。输出波形是对输入波形进行积分的结果,它突出了输入信号的DC和缓慢变化的分量,并减少了输入信号的变化。这种集成电路结合史密斯触发器的应用,可以得到标准的矩形波延时电路。

当输入信号电压施加到输入端时,电容器(C)上的电压逐渐上升。然而,充电电流随着电压的增加而减小。流过电阻(R)和电容(C)的电流特性可由下式表示:

i=(V/R)e-(t/CR)

I-充电电流(a);

v-输入信号电压(v);

c-电阻值(欧姆);

e-自然对数常数(2.71828);

t-信号电压动作时间(秒);

Cr-r,C常数(R*C)

由此我们可以发现输出部分即电容上的电压为V-I * R,结合上面的计算,我们可以得出计算输出电压曲线的公式(其曲线见下图):

标签:电压信号电容


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