Интегрирующий усилитель

На рис. 5.56 приведена схема на ОУ, выполняющая интегрирование входного сигнала.

Рис. 5.56. Интегратор

При нулевых начальных условиях имеем

U₁= i₁R + U;

i₁ – i – i₂= 0,

или (с учетом идеальности ОУ U = 0, i = 0)

.

Легко показать, что пассивная интегрирующая цепочка (см. рис. 5.57), описываемая уравнением

,

обладает интегрирующими свойствами лишь при условии U₂<<U₁.

Рис. 5.57. Интегрирующая цепочка

Относительная погрешность интегрирования за время интегрирования t_и равна

,

где t = RC. Чтобы получить малую погрешность, надо иметь t >> t_и.

При построении интеграторов с использованием реальных ОУ появятся составляющие погрешности, вызванные конечным значением коэффициента усиления

,

где t_экв = RC(1+ K), напряжением смещения нуля, входными постоянными токами.

Неидеальность ОУ приводит к тому, что выходное напряжение изменяется в соответствии с уравнением

=

= .

Наличие DU будет определять погрешность интегрирования. Для уменьшения влияния входных токов в неинвертирующий вход включают сопротивление R_Э, выбирают усилитель с маленьким U_см и конденсатор с малым током утечки.

В некоторых случаях конденсатор обратной связи шунтируют сопротивлением R_р. Это позволяет на низких частотах, где конденсатор действует как разомкнутая цепь, уменьшить напряжение ошибки и повысить точность интегрирования. Однако такое шунтирование одновременно ограничивает снизу область частот, в которой происходит интегрирование частотой

.

ЛАЧХ интегратора представлена на рис. 5.58.