简单了解一下积分电路

01：什么是积分电路？

积分电路是使输出信号与输入信号的时间积分值成比例的电路。最简单的积分电路由一个电阻R和一个电容C构成。如下图1所示。

 

 

图一：简单的RC积分电路

输入信号Ui加在电阻R1上面，输出信号在C1的两端，输入信号是矩形脉冲，矩形脉冲波如下图2所示。

 

 

图二：矩形脉冲信号

在RC电路中，其中时间常数τ远大于脉冲宽度Tx。

 

02：积分电路分析

（1）输入脉冲是高电平的期间

当输入是脉冲信号的期间，输入信号电压开始通过电阻R1对电容C1充电，C1的电压极性是上正下负。由于这一电路的时间常数RC比较大，所以C1的充电电压是按照指数上升的。对电容充电不久，输入脉冲就变为0，电容充电就正式结束。整个充电示意图如下图三所示。

 

 

图三：积分电路充电示意图

积分电路的充电过程中，充电电流I的大小可以近似的为I=(Ui-Uo)/R1。

所以，由上式可以看出，流过电容C1的电流近似与输入信号电压成正比，所以C1上的输出信号电压近似的与输入信号电压Ui的积分成正比，所以叫积分电路。

（1）输入脉冲为低电平期间

在输入脉冲消失后，输入端电压Ui为0，这相当于输入端对地短路。那此时相当于C1开始放电。如下图四所示。

 

 

图四：放电电路回路示意图

放电也是按照指数进行的，随着放电的进行，C1上的电压在下降，由于时间常数比较大，放电也是缓慢的。如此反复进行。

 

 

图五：积分电路放电电路示意图

 

03：积分电路的应用

积分电路的作用是可以积累微小的偏差信号，到达设定值时输出提醒。在自控原理中用来消除误差。

积分电路使输入方波转换成三角波或者斜波，主要用于波形变换、放大电路失调电压的消除及反馈控制中的积分补偿等场合。其主要用途有：

01. 在电子开关中用于延迟。

02. 波形变换。

03. A/D转换中，将电压量变为时间量。

04. 移相。

这里介绍积分电路的一些常识。下面给出积分电路的基本形式和波形图。

 

 

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审核编辑 黄宇