完美积分电路设计之我见

来源：电子产品世界　2021-12-18 10:00:07

我们一说到积分电路，相信大家都很熟悉，脑海里一定会出现下面的图像：

以及其典型应用方波变换三角波(红色为输入信号，蓝色为输出信号)。

同时在计算输入和输出的时候，需要一个基础知识就是电容的电量Q和电压U的关系以及电流I与时间T的关系

其次，利用运放虚短虚断的关系，我们不难得出：

这仅仅是运放用做积分电路的一个理想模型。在实际应用中如果紧紧这么使用，随后出现的问题会让你应接不暇。

在实际使用积分电路过程中需要注意两个因素--电压漂移和偏置电流对电路的影响。

A、造成电压漂移的原因有很多，但是温度的变化是半导体材料的电路中产生漂移现象主要原因。周围环境温度和半导体内部的能量损耗时发出的热量都是造成电压漂移的因素。因此新出品的运放都集成了内部调整电压漂移或者外部预留直流电压漂移的调控管脚。

B、偏置电流就是第一级放大器输入晶体管的基极直流电流(不知道集成运放内部构造的可以补充该方面的知识)。这个电流保证放大器工作在线性范围，为放大器提供直流工作点。在使用过程中，偏置电流为运放两个输入端偏置电流的平均值，确切地说是运算放大器工作在线性区时流入输入端的平均电流，可用于衡量差分放大对管输入电流的大小。运放偏置电流消除应为正负端输入阻抗相同，这样偏执电流造成的影响才能消除。

正是由于以上两种因素存在(主要隐私)，使集成运放在正负输入端短接至地的同时也有输出。因此为了消除以上两种因素对积分电路的影响，我们经常采用增加平衡电阻的方法进行电路设计。

其中R2=R1//(jωc)

为了提高直流负反馈稳定的偏置电压，可以给电容c并联一个大阻值的电阻，如下图所示：

在该电路的情况下，R2=R1//(jωc)//R3，这样一来，你就会发现在工作中会碰到很多如上的电路，你就能明白该电路的作用了。

相信不少人会把目光集中在R2的使用上。我经过查阅资料和仔细分析，得出如下结论：1、在R1 和 R3、c的并联电阻很低，引起输入偏置电流也足够低使得电压偏移很小的情况下，可以省略该电阻(在电路添加 R2以前，首先把输入偏置电流产生的误差同偏移电压规格进行比较，该规格可以从该运放的手册中得出)。

2、如果运放使用FET 或者 CMOS作为放大单元，由于它们的输入偏置电流非常低，偏移误差一般也非常小，偏置电阻R2也是可以省略的。

经过以上两种情况分析后，如果可以不使用偏置电阻，而您又处于“保险期间”而使用了偏置电阻，可能会由于引入外部噪声而影响了您的设计。

标签：积分电路

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