摘 要 本文分析了无源积分电路的原理特点并指出其不足，同时分析了有源积分电路的原理并给出了设计原则。

　　关键词 有源积分电路；无源积分电路；RC

　　中图分类号TN7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）115-0108-02

　　0 引言

　　在信号处理系统的设计过程中经常会碰到信号积分的处理。虽然积分电路只是整个信号处理过程中的一个小环节，但是处理的好与坏却直接关系到整个系统性能的稳定与可靠，至关重要。实现信号的积分有两种形式，即用数字的方法和模拟的方法。数字的方法需要将信号数字化，然后通过进行数字处理。数字的方法基本不受环境的影响，且精度较高。但是却需要较复杂的变换过程，且精度要求越高，硬件开销越大，设计难度成倍提高。模拟的方法则是通过电路来处理，其工作特性依赖于所用器件的温漂和时漂特性。一般来说，积分电路分为无源积分电路和有源积分电路两种，它们各有特点。无源积分电路设计简单，成本低廉，然而性能不足，有源积分电路性能优良，结构稍稍复杂，且在设计过程中存在着自己的特点。下面将进行相关的分析。

　　1 无源积分电路

　　图1是普通的无源RC积分电路。

　　分析可见，当满足ωRC>>1时，取得近似的积分效果。一般来说，为了控制积分电路的相对误差，RC至少是信号频率的100倍以上。为了满足这一条件，必须使用大电阻和大电容，这种情况下电容泄漏电阻和电阻分布电容效应明显，限制了电路的带宽。通过式（3）可见积分电路对输入信号有着大幅的衰减，会带来很大的误差，不能满足高精度的要求，相对而言有源积分电路性能优良。

　　图2中，运算放大器为理想元件，则其反相输入端电位为零，且流过电阻 R1的电流与流过电容 C 的电流相等，因此根据电路理论在理想情况下，图2的传递函数如下：

　　即：

　　由此可见，在理想情况下，输入输出信号是一对严格成比例的积分信号。然而在实际应用中，信号源、运算放大器、电容等均非理想元件。由于存在失调电压、失调电流等等因素的影响，输入信号必然含有直流分量。这些直流分量在电容上不断累积，无论这个直流分量有多小，经过足够时间的积累，最后都会使运算放大器饱和，无法工作。

　　抑制积分漂移的办法有这样几种：加大积分电容、选用失调和温漂小的运算放大器、使正反两相输入端电阻相等。这些方法对于长期工作的运放放大器而言，效果都不理想。

　　下面就此进行讨论。

　　3 有源积分电路直流抑制

　　为了让积分电路能够长时间稳定工作，一般在电容两端并联反馈电阻，减小积分漂移，其为“惯性环节”如图3.13所示。反馈电阻Rm为电容Cx两端的直流分量提供了反馈渠道，抑制积分漂移的效果十分明显，稳定了电路的工作点。

　　从而获得与u1成正比的积分电压信号u2。这种方式也会带来幅值误差和相位误差，下面进行讨论。

　　根据式（5）可以推出幅频响应和相频响应：

　　从式（8）（9）可以看出增大反馈电阻Rm可以使幅值误差和相频误差减小。然而过大的反馈电阻将会降低对直流漂移的抑制效果。因此在允许的误差范围内选择合适的反馈电阻，既可以降低误差，又可以抑制直流漂移。

　　参考文献

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　　[4]朱桂萍，于歆杰，陆文娟.“电路原理”课程深度改革的理念探索[J].电气电子教学学报，2013（5）.

　　[5]石燕飞.电路实验中的若干问题及其解决办法[J].中央民族大学学报：自然科学版，2003（3）.

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