实际积分电路图及原理分析

由图5.4-6B看出，曲线1为理想积分电路的特性曲线，曲线2为实际积分电路的特性曲线。特性曲线2不能保持线性增长，输出电压UO在到达UOM（运放输出电压负向饱和值）以后，如果U1不变，曲线2与曲线1的偏离越来越严重，形成很大的积分误差，甚至不能正常工作。因此图5.4-6A的基本积分电路只能在积分时间很短的情况下工作，这在实际上是不能实用的。其主要原因是电容器C2的漏电和运放本身的输入失调电压与失调电流及其温漂引起的积分漂移，它们和小的输入信号相同，就会被积分，使输出逐渐进入饱和状态。实用的积分电路如图5.4-7A所示。


实际积分电路中的平衡电阻RP=R1在积分电容C2上并上电阻R2，引进直流负反馈，是最简单、有效地抑制失调电压和失调电流造成的积分漂移。但是R2会影响积分的精度，所以适用范围有一定的限制。
对于实际的积分器，运算放大器的增益和带宽是有限的，由图5.4-7A电路可得

式中T1为积分电路时间常数；TC为电容器漏电形成的时间常数；WO为运算放大器主极点的角频率；AUO为运算放大器开环直流电压增益。
上式是四个因子的乘积，第一个因子表征理想积分器的输出电压和输入电压的关系式，其幅频特性曲线如图5.4-7B中的特性曲线1所示，它是一条两端无限延伸的斜率真为-20DB/DEC的直线。第二和第三个因子表示漏电流和由运算放大器有限增益造成低频段误差，第四个因子是由于运算放大器有限带宽造成高频误差。
由图5.4-7B可以看出，只要TC》，W1为实际积分器的正常工作段。这里WC=I/TC是由R2C2所决定的极点的角频率。在正常工作段工作的实际积分电路就几乎是理想的。由于积分电路的电压增益AU（W）随差W升高而下降，所以积分电路一般不考虑高频干扰问题。
图5.4-8所示为实际积分电路的阶跃响应。由于长时间特性反映积分电路对变化缓慢信号的响应。图5.4-8A表明，积分时间越长，误差越大。这是由于AUO的有限和漏电流造成。短时间特性反映积分电路对快速变化的响应。图5.4-8B表明，实际积分电路的响应与理想相比，实际响应有一时间滞后1/AUOWO，它由运放有限带宽而造成。