運算放大器:理想運放
積分器
把反相放大器的回授電阻換成電容,輸出就變成輸入隨時間的累計總和,也就是輸入曲線下累積的面積。給它一個穩定電壓,輸出就平滑地斜升;電壓加得越久,輸出跑得越遠,就像水以輸入決定的速率注滿一個水槽。
機制是:輸入電阻 R 把 Vin 變成一道 Vin 除以 R 的電流,流進虛接地並對回授電容 C 充電。由於電容上的電壓就是累積的電荷,Vout 等於負(1 除以 RC)乘以 Vin 對時間的積分。固定輸入 Vin 產生斜率為負 Vin 除以 RC 的線性斜坡。例如 R 為 100 kΩ、C 為 1 µF 時 RC 是 0.1 秒,所以 1 V 的輸入讓輸出以每秒負 10 V 斜升。
積分器是斜坡與波形產生器、類比計算機、控制迴路、雙斜率 ADC 與電荷量測的引擎。誠實的提醒是漂移:純積分器在直流時增益無限大,所以即使極小的輸入失調或偏壓電流也會被永遠積分,最終把輸出推進電源軌。真實積分器會在電容上並一顆大電阻來限制直流增益,以放棄完美積分換取穩定。
用方波驅動積分器。輸入為高時輸出向下斜降,輸入為低時輸出向上斜升。結果是三角波,也就是方波的時間積分。
把方波積分會產生三角波,是經典的波形整形技巧。
純積分器的直流增益是無限大,所以失調與偏壓電流會把它斜推進電源軌。實務上會在電容上並一顆電阻來馴服直流行為。
又称
另见