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什么是积分电路？积分电路的原理 积分电路定义 输出信号与输入信号的积分成正比的电路，称为积分电路。 积分电路原理 从图中可以看出，Uo=Uc=(1/C)∫icdt,因Ui=UR+Uo,当t=to时，Uc=Oo.随后C充电，由于RC≥Tk,充电很慢，所以认为Ui=UR=Ric,即ic=Ui/R,故Uo=(1/c)∫icdt=(1/RC)∫icdt这就是输出Uo正比于输入Ui的积分（∫icdt）RC电路的积分条件：RC≥Tk 电路结构如图J-1，积分电路可将矩形脉冲波转换为锯齿波或三角波，还可将锯齿波转换为抛物波。电路原理很简单，都是基于电容的冲放电原理，这里就不详细说了，这里要提的是电路的时间常数R*C，构成积分电路的条件是电路的时间常数必须要大于或等于10倍于输入波形的宽度。 积分电路特点 1:积分电路可以使输入方波转换成三角波或者斜波 2:积分电路电阻串联在主电路中，电容在干路中 3：积分电路的时间常数t要大于或者等于10倍输入脉冲宽度 4：积分电路输入和输出成积分关系 积分电路的设计方法与步骤 ??? 积分电路的设计可按以下几个步骤进行： ?1． 选择电路形式积分电路的形式可以根据实际要求来确定。????若要进行两个信号的求和积分运算，应选择求和 积分电路。若只要求对某个信号进行一般的波形变换，可选用基本积分电路。基本积分电路如图1? 所示：? ? 2．确定时间常数τ=RC τ的大小决定了积分速度的快慢。由于运算放大器的最大输出电压 Uomax为有限值（通 常 Uomax=±10V 左右），因此，若τ的值太小，则还未达到预定的积分时间 t 之前，运放已经饱和，输出电压波形会严重失真。所以τ的值必须满足： ? ? ?? 当 ui为阶跃信号时，τ的值必须满足： ? ??? 另外，选择τ值时，还应考虑信号频率的高低，对于正弦波信号 ui=Uimsinωt，积分电路的输出电压为： 因此，当输入信号为正弦波时，τ的值不仅受运算放大器最大输出电压的限制，而且与输入信号的频率有关，对于一定幅度的正弦信号，频率越低τ的值应该越大。 3．选择电路元件 1）当时间常数τ=RC 确定后，就可以选择 R 和 C 的值，由于反相积分电路的输入电阻Ri=R，因此往往希望 R 的值大一些。在 R 的值满足输入电阻要求的条件下，一般选择较大的C 值，而且 C 的值不能大于 1μF。 2）确定 RP RP 为静态平衡电阻，用来补偿偏置电流所产生的失调，一般取 RP=R。 3）确定 Rf 在实际电路中，通常在积分电容的两端并联一个电阻 Rf。Rf 是积分漂移泄漏电阻，用来防止积分漂移所造成的饱和或截止现象。为了减小误差要求 Rf ≥ 10R。 4．选择运算放大器 为了减小运放参数对积分电路输出电压的影响，应选择：输入失调参数（UIO、IIO、IB）小，开环增益（Auo）和增益带宽积大，输入电阻高的集成运算放大器。 积分电路的调试 对于图 1 所示的基本积分电路，主要是调整积分漂移。一般情况下，是调整运放的外接调零电位器，以补偿输入失调电压与输入失调电流的影响。调整方法如下：先将积分电路的输入端接地，在积分电容的两端接入短路线，将积分电容短路，使积分电路复零。然后去掉短路线，用数字电压表（取直流档）监测积分电路的输出电压，调整调零电位器，同时观察积分电路输出端积分漂移的变化情况， 当调零电位器的值向某一方向变化时， 输出漂移加快， 而反方向调节时，输出漂移变慢。反复仔细调节调零电位器，直到积分电路的输出漂移最小为止。?? 设计举例 已知：方波的幅度为 2 伏，方波的频率为500Hz，要求设计一个将方波变换为三角波的? 积分电路，积分电路的输入电阻 Ri≥10kΩ，?并采用μ HYPERLINK /icstock/Detail-A741.html \o A741 A741 型集成运算放大器。????????? 设计步骤：?????????????????????????? 1．选择电路形式????????????????????? 根据题目要求，选用图 2 反相积分电路。???? ? ? ???? 2．确定时间常数τ=RC 要将方波变换为三角波，就是要对方波的每半个周期分别进行不同方向的积分运算。 当方波为正半周时，相当于向积分电路输入正的阶跃信号；当方波为负半周时，相当于向积分电路输入负的阶跃信号。因此，积分时间都等于???? 。 由于μ HYPERLINK /icstock/Detail-A741.html \o A741 A741 的最大输出电压 U =±10V 左右，所以，τ的值必须满足：?? ? ? 由于对三角波的幅度没有要求，故取τ=0.5ms