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  • 運算放大器積分電路圖文解析
    • 發布時間:2022-11-22 17:26:28
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    運算放大器積分電路圖文解析
    運算放大器可用作正反饋放大器或負反饋放大器的一部分或作為加法器或減法器類型的電路,在輸入和反饋環路中僅使用純電阻。
    在運算放大器反饋路徑上連接了一個RC網絡,產生另一種通常稱為運算放大器積分器電路的運算放大器電路。如下所示。
    運算放大器積分電路
    運算放大器 積分 電路
    顧名思義,運算放大器積分器是一個運算放大器電路,執行積分的數學運算,也就是說我們可以使輸出響應輸入電壓隨時間的變化因為運算放大器積分器產生的輸出電壓與輸入電壓的積分成正比。
    換句話說,輸出信號的幅度由長度決定。時間電壓存在于其輸入端,因為當通過電容器發生所需的負反饋時,通過反饋環路的電流對電容器充電或放電。
    當階躍電壓 Vin 時首先應用于積分放大器的輸入端,未充電電容器 C 具有非常小的電阻,有點像短路,允許最大電流流過輸入電阻, Rin 因為兩個板塊之間存在電位差。沒有電流流入放大器輸入,點 X 是虛擬地,導致零輸出。
    由于此時電容器的阻抗非常低, X C / R IN 的增益比也非常小,總體而言電壓增益小于1,(電壓跟隨電路)。
    作為反饋電容, C 由于輸入電壓的影響而開始充電,其阻抗 Xc 與其充電速率成比例地緩慢增加。電容器以由RC串聯網絡的RC時間常數(τ)確定的速率充電。負反饋強制運算放大器產生輸出電壓,在運算放大器的反相輸入端保持虛擬接地。
    由于電容連接在運算放大器的反相輸入(地電位)之間)和運算放大器的輸出(負極),電容器兩端產生的電位電壓 Vc 緩慢增加,導致充電電流隨電容器阻抗的增加而減小。
    這導致 Xc / Rin 的比率增加,產生線性增加的斜坡輸出電壓,該電壓持續增加,直到電容器完全充電。
    此時電容器充當開路,阻止任何更多的直流電流。反饋電容與輸入電阻的比率( X C / R IN )現在無限大,從而產生無限增益。這種高增益(類似于運算放大器的開環增益)的結果是放大器的輸出進入飽和狀態,如下所示。 
    (當放大器的輸出電壓劇烈擺動到一個電壓供電軌或另一個很少或沒有控制之間時,就會發生飽和)。
    運算放大器 積分 電路
    輸出電壓增加的速率(變化率)由電阻和電容的值決定,“ RC時間常數”。通過更改 RC 時間常數值,可以通過更改電容器的值, C 或電阻器, R 來確定它的時間。例如,輸出電壓達到飽和也可以改變。
    運算放大器 積分 電路
    如果我們應用不斷變化的輸入將信號(如方波)輸入積分放大器,然后電容器將響應輸入信號的變化進行充電和放電。這導致輸出信號是鋸齒波形的輸出信號,其輸出受電阻器/電容器組合的 RC 時間常數的影響,因為在較高頻率下,電容器完全充電的時間較短。
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