運(yùn)算放大器基本應(yīng)用-資料下載頁(yè)
2025-08-01 15:22本頁(yè)面
【正文】 輸入信號(hào) uS為圖 a所示的階躍電壓時(shí)，在它的作用下，電容將以近似恒流方式進(jìn)行充電，輸出電壓 uO與時(shí)間 t成近似線(xiàn)性關(guān)系，如圖 b所示，因此 式中 ?=RC為積分時(shí)間常數(shù) 。 tUtRCUu SSO ?????（ a）輸入波形 （ b）輸出波形 uuO OU UUomS SOSτ t 由圖 b可知 ， 當(dāng) t=?時(shí) ， － uO=US。 當(dāng) t＞ ?時(shí) ， uO增大 ， 直到－ uO=+Uom， 即運(yùn)放輸出電壓的最大值 Uom受直流電源電壓的限制 ， 致使運(yùn)放進(jìn)入飽和狀態(tài) ， uO保持不變 ， 而停止積分 。 tUtRCUu SSO ?????（ a）輸入波形 （ b）輸出波形 uuO OU UUomS SOSτ tb. 當(dāng)輸入信號(hào)為正弦波時(shí) uI=Umsint u0= 即 u0的相位比 u2領(lǐng)先 （ 超前 ） 900 此時(shí)積分電路起移相的作用。 )90s i n (c o ss i n11 0??????? tRCUtRCUt d tURCdtuRC mmmI ????? 當(dāng)作積分運(yùn)算時(shí)，由于集成運(yùn)放輸入失調(diào)電壓、輸入偏置電流和失調(diào)電流的影響，常常出現(xiàn)積分誤差。例如，當(dāng) uS=0時(shí)，uO≠0且作緩慢變化，形成輸出誤差電壓。針對(duì)這種情況，可選用 UIO、 IIB、 IIO較小和低漂移的運(yùn)放，并在同相輸入端接入可調(diào)平衡電阻；或選用輸入級(jí)為 FET組成的 BiFET運(yùn)放。 積分電容器 C存在的漏電流也是產(chǎn)生積分誤差的來(lái)源之一，選用泄漏電阻大的電容器，如薄膜電容、聚苯乙烯電容器等可減少這種誤差。 2．微分電路 將積分電路中的電阻和電容元件對(duì)換位置，并選取比較小的時(shí)間常數(shù) RC， 便得圖所示的微分電路。 +uI+uSRC Nii12ou 微分電路 2．微分電路 uI=0和 iI=0， i1=i2=i。 設(shè) t=0時(shí) ， 電容器 C的初始電壓 uC=0， 當(dāng)信號(hào)電壓 uS接入后 ，便有 從而得 上式表明 ， 輸出電壓正比于輸入電壓對(duì)時(shí)間的微商 。 dtduCi S?dtduRCiRuu SOI ???dtduRCu SO ??+uI+uSRC Nii12ou 當(dāng)輸入電壓 uS為階躍信號(hào)時(shí) ， 考慮到信號(hào)源總存在內(nèi)阻 ， 在t=0時(shí) ， 輸出電壓仍為一個(gè)有限值 ， 隨著電容器 C的充電 。 輸出電壓 uO將逐漸地衰減 ， 最后趨近于零 ， 如圖所示 。 uOU SSuOO(a) (b)t t－ 微分電路電壓的波形 （ a） 輸入 （ b） 輸出 如果輸入信號(hào)是正弦函數(shù) uS=sinωt， 則輸出信號(hào) uO=－RCωcosωt。 這個(gè)式子表明 ， 微分電路 可以將正弦波移相 900 ，同時(shí) uO的輸出幅度將隨頻率的增加線(xiàn)性地增加 。 因此 ， 微分電路對(duì)高頻噪聲特別敏感 ， 以致輸出噪聲可能完全淹沒(méi)微分信號(hào) ， 所以在實(shí)際應(yīng)用中 ， 一般采用改進(jìn)型電路 。 微分電路的應(yīng)用是很廣泛的 ， 在線(xiàn)性系統(tǒng)中 ， 除了可作微分運(yùn)算外 ， 在脈沖數(shù)字電路中 ， 常用來(lái)做波形變換 ， 例如將矩形波變換為尖頂脈沖波 。
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