輸出電壓與輸入電壓成微分關(guān)系的電路為微分電路,通常由電容和電阻組成;輸出電壓與輸入電壓成積分關(guān)系的電路為積分電路,通常由電阻和電容組成。微分電路、積分電路可以分別產(chǎn)生尖脈沖和三角波形的響應(yīng)。積分運算和微分運算互為逆運算,在自控系統(tǒng)中,常用積分電路和微分電路作為調(diào)節(jié)環(huán)節(jié);此外,他們還廣泛應(yīng)用于波形的產(chǎn)生和變換以及儀器儀表之中。以集成運放作為放大電路,利用電阻和電容作為反饋網(wǎng)絡(luò),可以實現(xiàn)這兩種運算電路。
(一) 積分電路和微分電路的特點
1:積分電路可以使輸入方波轉(zhuǎn)換成三角波或者斜波
微分電路可以使使輸入方波轉(zhuǎn)換成尖脈沖波
2:積分電路電阻串聯(lián)在主電路中,電容在干路中
微分則相反
3:積分電路的時間常數(shù)t要大于或者等于10倍輸入脈沖寬度
微分電路的時間常數(shù)t要小于或者等于1/10倍的輸入脈沖寬度
(二)他們被廣泛的用于自控系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)中,此外還廣泛應(yīng)用于波形的產(chǎn)生和變換以及儀表之中。
(三)驗證:你比如說產(chǎn)生三角波的方法,有這樣兩個簡單的辦法,第一就是在方波發(fā)生電路中,當(dāng)滯回比較器的閾值電壓數(shù)值比較小時,咱們就可以把電容兩端的電壓看成三角波,第二呢直接把方波電壓作為積分運算電路的發(fā)生電路的輸出電壓uo1=+Uz,時積分電路的輸出電壓uo將線性下降;而當(dāng)uo1=-Uz時,uo將線性上升;從而產(chǎn)生三角波,這時你就會發(fā)現(xiàn)兩種方法產(chǎn)生的三角波的效果還是第二種的好,因為第一種方法產(chǎn)生的三角波線性度太差,而且如果帶負(fù)載后將會使電路的性能發(fā)生變化。你可以用我說的這兩種方法分別試試就知道差別優(yōu)勢了。
積分電路和微分電路當(dāng)然是對信號求積分與求微分的電路了,它最簡單的構(gòu)成是一個運算放大器,一個電阻R和一個電容C,運放的負(fù)極接地,正極接電容,輸出端Uo再與正極接接一個電阻就是微分電路,設(shè)正極輸入Ui,則Uo=-RC(dUi/dt)。
當(dāng)電容位置和電阻互換一下就是積分電路,Uo=-1/RC*(Ui對時間t的積分),這兩種電路就是用來求積分與微分的。方波輸入積分電路積分出來就是三角波,而輸入微分電路出來就是尖脈沖。
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