集成运算放大器的应用电路(4)
集成运放
集成运放是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。自从1964年美国仙童公司研制出第一个单片集成运算放大器μa702以来，集成运算放大器得到了广泛的应用。
应用6-积分运算
如上图所示，用电容cf替换rf作为反馈元件，构成反相积分电路（由于同相积分电路的共模输入成分大，积分误差大，所及实际场合中很少使用），可完成对输入电压的积分运算，即其输出电压与输入电压对时间的积分成正比。理想条件下：
上式中，负号表示输出电压与输入电压反相，uc(0)是t=0时刻电容cf两端的电压值，一般设初始值为零。
如果ui(t)是幅值为e的阶跃电压，并设uc(0)=0，则：
即，输出电压随时间增长而线性下降。r1c的值越大，则到达给定值的时间越长。
1 输入方波
如图所示，设置输入信号为100mv，1khz的方波。s1提供电容放电通路，可实现电容初始值为0，亦可控制积分起始点。
示波器测得积分电路的输入输出电压波形如下:
s1断，通道a(蓝)-100mv/div，通道b(红)-100mv/div
s1闭，通道a(蓝)-100mv/div，通道b(红)-100mv/div
经过以上仿真实验，可见：
(a)积分电路起到波形变换的作用，能够将方波变换为三角波，电容cf越大，则输出三角波的电压幅值越小；
(b)当r2接入电路时，积分起始点电压值发生变化。
理解：无r2时，电容cf通过电阻r1充放电，与输入信号产生叠加影响充放电起始点的电压值，接入r2时，电容cf可通过r2充放电，减弱了输入信号的影响。一般设置r2相对大一些，如果太小，则输出端将出现以下图示的波形。
通道a(蓝)-100mv/div，通道b(红)-100mv/div
2 输入正弦波
设置输入信号为100mv，1khz的正弦波，得到的输出电压波形如图：
通道a(蓝)-100mv/div，通道b(红)-20mv/div
可见，当输入正弦波时，积分电路的功能是移相。
积分运算可用于波形变换/整形。在实际应用中，①受通频带影响，对快速变化的输入信号反应迟钝，出现滞后现象，因此一般选择场效应管运放或低漂移集成运放；②由于积分电容存在漏电阻，造成误差。
最后，同样的问题，你能试着用“虚短”、“虚断”的概念分析今天的运算电路功能吗？
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即，输出电压随时间增长而线性下降。r1c的值越大，则到达给定值的时间越长。
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(a)积分电路起到波形变换的作用，能够将方波变换为三角波，电容cf越大，则输出三角波的电压幅值越小；
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理解：无r2时，电容cf通过电阻r1充放电，与输入信号产生叠加影响充放电起始点的电压值，接入r2时，电容cf可通过r2充放电，减弱了输入信号的影响。一般设置r2相对大一些，如果太小，则输出端将出现以下图示的波形。
通道a(蓝)-100mv/div，通道b(红)-100mv/div
2 输入正弦波
设置输入信号为100mv，1khz的正弦波，得到的输出电压波形如图：
通道a(蓝)-100mv/div，通道b(红)-20mv/div
可见，当输入正弦波时，积分电路的功能是移相。
积分运算可用于波形变换/整形。在实际应用中，①受通频带影响，对快速变化的输入信号反应迟钝，出现滞后现象，因此一般选择场效应管运放或低漂移集成运放；②由于积分电容存在漏电阻，造成误差。
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