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介绍一种正向积分器(原理)

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awey|  楼主 | 2008-6-16 21:56 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
    对于积分器,用运放组成的反向积分器大家多比较熟悉,因其结构简单,比较常用,但他往往需要正负电源,使用上有一定的局限性。
    这里要向大家介绍一种不太常用的正向积分器,即输出电压与输入电压是同方向的,对输入输出可低到地的运放,只要单电源供电,在某些应用场合,可能用得上。
    电路图如下:



下面推导输出电压与输入电压的关系:
输入电压Vin经电容R1对电容C1充电,设C1上的电压为Vc,则:
流过R1的电流为:
     Ir1=(Vin-Vc)/R1
C1上的电压为:
     Vc=1/C1 ∫Ir1dt=1/R1C1 [∫(Vin-Vc)dt]=1/R1C1 ∫Vindt - 1/R1C1 ∫Vcdt
即:Vc+ 1/R1C1 ∫Vcdt =1/R1C1 ∫Vindt          (1)
---------------------------------
再设R2上的电压为Vr,流过R2上的电流为Ir2=Vr/R2,电容C2上的电压为:
VC2=1/C2 ∫Ir21dt = 1/R2C2 ∫Vrdt
输出电压Vo=Vr+VC2=Vr+1/R2C2 ∫Vrdt           (2)

根据运放的虚短原理,Vc=Vr,当R1C1=R2C2时,上式(2)的右边等于(1)式的左边,即:
Vo=1/R1C1 ∫Vindt 
结论是:输出电压是输入电压的积分,而且输入输出电压同方向。




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来自 2楼
manbo789| | 2008-6-17 03:34 | 只看该作者

根据正向积分器原理,可以得到正向微分器,


下面推导输出电压与输入电压的关系:
输入电压Vin经电阻R1对电容C1充电,设R1上的电压为Vr,则:
C1上的电压为:
    1/R1C1 ∫Vrdt
R1上的电压为:
    Vr = Vin-1/R1C1 ∫Vrdt                                     (1)
---------------------------------
再设C2上的电压为Vc,
电容C2上的电压为:
    Vc = 1/R2C2 ∫(Vout-Vc)dt = 1/R2C2 ∫Voutdt - 1/R2C2 ∫Vcdt(2)
---------------------------------
根据运放的虚短原理,Vc=Vr,
Vin-1/R1C1 ∫Vrdt = 1/R2C2 ∫Voutdt - 1/R2C2 ∫Vcdt
当R1C1=R2C2时,
Vin = 1/R2C2 ∫Voutdt 
结论是:输出电压是输入电压的微分,而且输入输出电压同方向。

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板凳
manbo789| | 2008-6-17 02:32 | 只看该作者

赶紧记下来!

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地板
ch2003_23| | 2008-6-18 15:37 | 只看该作者

学习了

好东西!

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5
| | 2008-6-20 22:55 | 只看该作者

manbo789聪明!举一反三~~~~~

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6
zhlking| | 2008-6-21 09:07 | 只看该作者

支持!

这种原理性的电路对我们这些菜鸟的帮助很大!

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7
阿斯蒂芬| | 2008-6-23 17:16 | 只看该作者

佩服其数学功底。

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8
zhaohe2001| | 2008-6-26 18:30 | 只看该作者

在频域分析此电路会简单很多

频域里 设输入信号为Vin(s),输出Vo(s),等效的电容为1/C1s, 和1/C2s, 
则根据虚短原理列写方程为
      Vin(s)* (1/C1s)/(R1+1/C1s) =Vo(s)*R2/(R2+1/C2s)  (1)

 已知     R1C1=R2C2                         (2)

     整理得  Vo(s)=Vin(s)*1/R2C2s   
   

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9
zjp8683463| | 2008-6-30 14:04 | 只看该作者

C2改成电阻有什么影响吗?

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10
locky_z| | 2008-7-1 11:04 | 只看该作者

不用双电容的正向积分电路

运放不是一般电压型运放,是用Norton运放LM3900
摘自国半的:AN-72 The LM3900 A New Current-Differencing Quad of g Input Amplifiers

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11
locky_z| | 2008-7-1 11:08 | 只看该作者

不用双电容的正向积分电路

用普通运放,但接成恒流源形式电路
摘自《电子电路系统及标准最佳设计及实践》

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12
manbo789| | 2008-7-1 12:19 | 只看该作者

楼上的电路太帅了!赶紧记下来!

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13
zyok| | 2008-7-1 12:27 | 只看该作者

不错,作个记号

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14
gaohq| | 2008-7-5 17:28 | 只看该作者

这等好帖要多来几个呀!!!

感谢awey!

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15
lujun5588| | 2008-7-27 10:01 | 只看该作者

可以哦,继续发扬

不错,以前我在模拟电子上就学了积分和微分,RC,CR

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16
jiangboo| | 2008-7-29 19:00 | 只看该作者

GOOD

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17
hpzax| | 2008-7-30 11:46 | 只看该作者

正向积分器

C1不能太大

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18
calvinwei| | 2008-7-30 16:01 | 只看该作者

学习了

学习了

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19
datouyuan| | 2008-8-1 17:45 | 只看该作者

正向积分器

收藏了,谢谢!

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20
juvenok| | 2008-8-19 15:13 | 只看该作者

运放的供电?

运放供电怎么给呢?V+=+12V  V-=GND?

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