Интегрирующее устройство. Схема интегратора приведена на рис

Схема интегратора приведена на рис. 10.8.

Рис. 10.8. Схема интегратора.

В отличие от усилителя в интеграторе используется емкостная отрицательная обратная связь. Если операционный усилитель можно считать идеальным, то в линейном режиме из схемы следует:

i ₁= u _вх/R,

i ₂= С du _вых/ dt и

i ₁= - i ₂.

Поэтому

.

Демонстрационный пример (demo10_4) приведен на рис. 10.9. и 10.10.

Рис. 10.9. Схема примера demo10_4.

Рис. 10.10. demo10_4. Осциллограммы входного (синяя) и выходного (красная) напряжений интегратора.

На кривых выходного напряжения участкам постоянного значения входного напряжения соответствуют участки линейного изменения, как и должно быть при интегрировании. Постоянная времени интегратора RC должна быть много больше длительности (или периода) повторения импульсов входного напряжения.

В стационарном режиме можно рассчитать амплитуду напряжения на выходе интегратора (рис.10.10а) следующим образом:

u _вых(t1) = U _выхm,

u _вых(t1+T/2) = - U _выхm,

отсюда

-U _выхm= U _выхm-T/(2RC)* U _вхm

и

U _выхm=T/(4RC)* U _вхm

Рис.10.10а.

Своеобразие интегратора заключается в том, что по постоянной составляющей ООС отсутствует. Поэтому есть опасность влияния напряжения смещения ОУ, вплоть до перехода ОУ в неуправляемый насыщенный режим U_вых = E_пит. Для предотвращения таких последствий можно включить параллельно конденсатору резистор с большим сопротивлением Roc>>R или цепочку компенсации напряжения смещения.