Интегратор. 
Электротехника и электроника. 
Том 3. Основы электроники и электрические измерения

Это устройство (рис. 3.2.16) имеет выходное напряжение, пропорциональное интегралу по времени от входного сигнала при определенных условиях.

В линейном режиме идеального ОУ справедливы следующие соотношения для токов и напряжений: U_nx mm = U_Bx aenHB = 0, i_c + i_R = 0. При этом и_с = = ««ых- ^lc = Cdu_BJdt, i_R= и JR . Отсюда следует, что.

Рис. 3.2.15. Пример дифференцирования в программе MicroCAP.

Рис. 3.2.16. Схема интегрирующего устройства — интегратора

Рис. 3.2.17. Пример интегрирования в программе MicroCAP.

где т = RC. При использовании реального интегратора для преобразования периодических сигналов с периодом Тнеобходимо соблюдать условие т Т.

Кроме того, параллельно с конденсатором включают дополнительный резистор для ООС по постоянной составляющей и исключения насыщения, вызванного смещением нуля ОУ.

На рис. 3.2.17 приведен пример интегрирования периодического сигнала переменной полярности в линейном режиме ОУ.

Получение расчетного значения амплитуды выходного напряжения идеального интегратора в стационарном состоянии при входном напряжении в виде прямоугольных импульсов описано в нижеследующем примере.

Пример 3.2.2.

По заданной амплитуде входного напряжения интегратора U_{BX m} и постоянной х рассчитать амплитуду выходного напряжения /7_{ВЬ1Х m} (рис. 3.2.18).

Рис. 3.2.18. К примеру 3.2.2.

Решение

При длительности импульса Т/2 зависимость выходного напряжения должна быть симметричной относительно нулевого уровня: м_вых(?,) = U_{aux m} и w_BbJX(f, + Т/2) =

^вых, т'

Напряжение в момент (t_{ + Т/2) отличается от напряжения в момент ?, на напряжение заряда конденсатора током U_{BX m}/R (так как i_R— -i_c = const) за время Т/2:

Отсюда следует, что -U_{Bhlx m} = U_{oux m}— T/(2RC) ? U_{m m} и.

Упражнение 3.2.5.

Рассчитать в интеграторе (см. рис. 3.2.16) амплитуду выходного напряжения ?/_выхт, если амплитуда прямоугольных импульсов (см. рис. 3.2.18) U_nxm = 5 В с периодом Т = 1 мс при R = 0,5 кОм и С = 10 мкФ.