運(yùn)放構(gòu)成的積分器電路分析.doc

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1、通過(guò)將電阻器用作增益調(diào)整設(shè)置元件,建立起了在DC情況下運(yùn)算放大器(opamp)的傳輸函數(shù)。在一般情況下,這些元件均為阻抗,而阻抗中可能會(huì)包含一些電抗元件。下面來(lái)看一下圖1所示的這種一般情況。圖1運(yùn)算放大器反饋的一般情況使用這些項(xiàng)重寫(xiě)本系列第一篇文章所得的結(jié)果后,傳輸函數(shù)為:增益=V(out)/V(in)=-Zf/Zi在圖2所示電路的穩(wěn)定狀態(tài)下,該結(jié)果減小至:V(out)=-V(in)/2πfRiCf其適用于穩(wěn)定狀態(tài)下正弦波信號(hào)。圖2配置為積分器的運(yùn)算放大器正如最初所做的分析那樣,流入求和節(jié)點(diǎn)的電流必須等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流。換句話說(shuō),流經(jīng)Ri的電流必須等

2、于流經(jīng)Cf的電流。這種情況可以表述為下列傳輸函數(shù):利用該傳輸函數(shù),我們便可以得到一款普通積分器。由于積分中包含了該運(yùn)算放大器的DC誤差項(xiàng),因此該電路通常不會(huì)在直接信號(hào)鏈中使用。但是,在控制環(huán)路中,其作為一種功能強(qiáng)大的電路得到了廣泛使用。請(qǐng)回顧本系列第5部分“儀表放大器介紹”(下方有鏈接)所述的儀表放大器。在許多高增益應(yīng)用中,雖然與DC值沒(méi)有絲毫關(guān)系,但I(xiàn)NA的電壓偏移還是縮小了有效動(dòng)態(tài)范圍。圖3使用積分器歸零偏移圖3顯示了積分器的一種理想應(yīng)用。來(lái)自INA和信號(hào)源的輸入DC偏移電壓均出現(xiàn)在輸入端,并被INA增益倍乘。該電壓出現(xiàn)在積分器輸入端。運(yùn)算放大器積

3、分器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)以使反相輸入與非反相輸入相等(這種情況下,非反相輸入為接地(GND)),這樣一來(lái)INA的電壓偏移被消除了。這種應(yīng)用讓電路看起來(lái)像是一個(gè)單極高通濾波器。截止頻率的情況如下:當(dāng)Ri=1MΩ且Cf=0.1μF時(shí),截止頻率為1.59Hz。電路的DC偏移被降至運(yùn)算放大器的Vos。在一些單電源應(yīng)用中,將運(yùn)算放大器的非反相輸入偏置為GND以上是必需的。積分器是一種反相電路,因此正輸入信號(hào)會(huì)盡力將輸出驅(qū)動(dòng)至負(fù)電源軌GND以下。出現(xiàn)在運(yùn)算放大器非反相輸入端的偏置電壓為INA輸出時(shí)將維持零輸入的電壓。

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