积分电路的原理及应用

微分和积分在数学上是矛盾的两方面。同样，微分电路和积分电路也是矛盾的两方面。若满足τ=RC≫tp，如τ≥（5～10）tp，从电容上输出，便构成了积分电路，如图4.22 所示。下面分析这个电路输入电压u1 和输出电压u2 之间的关系。

图4.22　积分电路

在图4.23 中，t=t1 瞬间，电路接通矩形脉冲信号，u1（t）由零跃变到U，电容器开始充电，uC 按指数规律增长。由于时间常数τ 较大，因此电容器C 充电缓慢，u2（t）变化也缓慢，电容器上所充电压uC 远未达到稳态值U 时，输入信号脉冲已结束（t=t2）。矩形脉冲由U 跃变到零值，相当于短路，电容器上所充电压通过电阻R 放电。同样由于τ 较大，电容器上电压衰减缓慢，在远未衰减完时，第二个脉冲又来到，重复以上过程，如图4.23 所示。这样，积分电路在矩形脉冲信号作用下，将输出一个锯齿波信号。τ 越大，充放电越慢，所得的锯齿波电压线性度也就越好。

图4.23　RC 积分电路的波形图

由于τ≫tp，充电时uC=u2 ≪uR，因此，在tp 时间内可近似认为电阻端电压就是输入电压，即(www.zuozong.com)

因此输出电压

表明输出电压与输入电压的积分成正比，该电路称为积分电路。由此可见，RC 积分电路具有两个必备条件：

①τ（时间常数）≫tp（脉冲宽度）。

②从电容C 两端输出电压。

电子技术中，积分电路常用来将矩形波信号变换成锯齿波信号。