微分电路和积分电路的设计原则

一、什么是微分电路、积分电路

        微分电路可把矩形波转换为尖脉冲波，此电路的输出波形只反映输入波形的突变部分，即只有输入波形发生突变的瞬间才有输出。而对恒定部分则没有输出。输出的尖脉冲波形的宽度与RC有关(即电路的时间常数)，RC越小，尖脉冲波形越尖，反之则宽。此电路的RC必须少于输入波形的宽度，否则就失去了波形变换的作用，变为一般的RC耦合电路了，一般RC少于或等于输入波形宽度的1/10就可以了。使输出电压与输入电压的时间变化率成比例的电路。微分电路主要用于脉冲电路、模拟计算机和测量仪器中。积分电路主要用于波形变换、放大电路失调电压的消除以及反馈控制中的积分补偿等场合。

二、微分电路和积分电路的设计原则

        积分电路的输入信号流入反相输入端，反相积分电路和反相比例放大器结构类似，不同之处在于将反馈电阻更换为一个电容。电容的特点是两端的电压不会发生突变，所以当有电流流过电容时，电容的电压会缓慢变化。如果电流的大小为恒定的，运放输入端电压与电流为积分关系。例如，电流为周期性的方波，那么运放输出电压就为周期性的三角波。也可以用另一种方式理解积分电路，当恒定电流流过电容，电容表现的阻抗为无穷小，那么运放输出端变化同样为无穷小。然后电容不断充电，表现的阻抗逐渐增加，运放输出端电压(绝对值)也会逐渐增加。

        求和电路中，如果将反馈电阻更换为电容，即可实现求和积分电路。微分是积分过程的逆运算，同样，微分电路与积分电路也存在“逆关系”，即将积分电路中的电阻和电容交换一下位置，就转变成了微分电路。电流流入电容的初始时刻，电容呈现出的阻抗为无穷小，那么整个电路的放大倍数无穷大，运放输出的电压绝对值也会非常大所以有必要在运放输入端添加限流措施并且在反馈电阻上，并联两个相对的二极管，以限制运放输出电压大小。此外，还可以并联一个小电容，因为电容会抑制电压的突变。此外，这个并联的小电容还可以进行超前相位补偿。

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