Схема интегрирования.

Важное место в аналоговой вычислительной технике имеет применение операционных усилителей для реализации операций интегрирования. Как правило, для этого используют инвертирующее включение ОУ.

Постоянный член v_OUT(0) определяет начальное условие интегрирования. С помощью схемы включения, показанной нарисунке, можно реализовать необходимые начальные условия.

Варианты схем инвертирующего интегратора:

а — на ОУ с полной частотной коррекцией, б — на ОУ без внутренней частотной коррекции

Интегратор с цепью задания начальных условий

Когда ключ S ₁ замкнут, а S ₂ разомкнут, эта схема работает так же, как цепь, изображенная нарисунке (а). Если же ключ S ₁ разомкнуть, то зарядный ток при идеальном ОУ будет равен нулю, а выходное напряжение сохранит значение, соответствующее моменту выключения. Для задания начальных условий следует при разомкнутом ключе S ₁ замкнуть ключ S ₂. В этом режиме схема моделирует инерционное звено первого порядка и после окончания переходного процес-

Для высоких частот и его фазовый сдвиг будет нулевым. В этой частотной области к схеме предъявляются те же требования, что и к усилителю с единичной обратной связью. Поэтому здесь также следует ввести коррекцию частотной характеристики. Чаще для построения интегратора используют усилитель с внутренней коррекцией. Типичная ЛАЧХ схемы интегрирования на ОУ приведена наследующем рисунке.

Частотная характеристика интегратора

Постоянная интегрирования t = RC принята равной 100 мкс. ИзЛАЧХ видно, что при этом максимальное петлевое усиление по контуру обратной связи составит | | = | |» 600, т. е. будет обеспечена погрешность интегрирования менее 0.2%, причем в отличие от инвертирующего усилителя эта точность снижается не только на высоких, но и на низких частотах.

Для повышения точности интегрирования в области низких частот следует выбирать ОУ с большим дифференциальным коэффициентом усиления по напряжению К _V. Действительно,

В заключение отметим, что к операционным усилителям, работающим в схемах интеграторов, предъявляются особенно высокие требования не только в отношении дифференциального коэффициента усиления по напряжению К _V, но и входного тока, а также напряжения смещения нуля. Большие входной ток и смещение нуля могут вызвать существенный дрейф выходного напряжения при отсутствии сигнала на входе.

Дата добавления: 2015-08-13