什么是积分电路?

积分电路定义

当宽度为t的脉冲信号，通过电阻R对电容器C充电，当R、C的乘积远大于脉冲宽度时(RC>>t)，电容器上的电压与脉冲信号成积分的数学关系。一般应RC＞10t。 输出电压与输入电压的时间积分成正比的电路就是积分电路。积分电路主要用于波形变换、放大电路失调电压的消除及反馈控制中的积分补偿等场合。电视机中，从电视信号中分离出行、场同步信号，就要采用积分电路。

积分电路特点

1:积分电路可以使输入方波转换成三角波或者斜波

2:积分电路电阻串联在主电路中，电容在干路中

3：积分电路的时间常数t要大于或者等于10倍输入脉冲宽度

4：积分电路输入和输出成积分关系

积分电路型式

图1是反相输入型积分电路，其输出电压是将输入电压对时间的积分值除以时间所得的商，即Vout=-1／C1R1∫Vin dt，由于受运放开环增益的限制，其频率特性为从低频到高频的-20dB／dec倾斜直线，故希望对高频率信号积分时要选择工作频率相应高的运放。
 
图2是差动输入型积分电路，将两个输入端信号之差对时间积分。其输出电压Vout=1／C1R1∫(Vin2-Vin1)dt；若将图2的E1端接地，就变成同相输入型积分电路。它们的频率特性与图1电路相同。

图  积分电路
 
积分电路参数选择

主要是确定积分时间C1R1的值，或者说是确定闭环增益线与0dB线交点的频率f0(零交叉点频率)，见图3。当时间常数较大，如超过10ms时，电容C1的值就会达到数微法，由于微法级的标称值电容选择面较窄，故宜用改变电阻R1的方法来调整时间常数。但如所需时间常数较小时，就应选择R1为数千欧～数十千欧，再往小的方向选择C1的值来调整时间常数。因为R1的值如果太小，容易受到前级信号源输出阻抗的影响。

根据以上的理由，图1和图2积分电路的参数如下：积分时间常数0．2s(零交叉频率0．8Hz)，输入阻抗200kΩ，输出阻抗小于1Ω。

基于单片机的双积分电路设计

A／D转换电路是数据采集系统中的重要部分，也是计算机应用系统中一种重要的功能接口。目前市场上有两种常用的A／D转换芯片，一类是逐次逼近式的，如AD1674，其特点是转换速度较高，功率较低。另一类是双积分式的，如ICL7135，其特点是转换精度高、抗干扰能力强。但高位数的A／D转换器价格相对较高。本文介绍的一种基于单片机的高精度、双积分型A／D转换电路，具有电路体积小、成本低、性价比高、结构简单、调试容易和工作可靠等特点，有很好的实际应用价值。

双积分式ADC基本原理：运放A 1、R、C用来组成积分器，运放A2作为比较器。电路先对未知的模拟输入电压U1进行固定时间T1的积分，然后转为对标准电压U0进行反向积分，直到积分输出返回起始值，反向积分时间为T0。输入电压U1越大，则反向积分时间越长。整个采样期间，积分电容C上的充电电荷等于放电电荷，因而有由于U0及T1均为常数，因而反向积分时间T0与输入模拟电压U1成正比，此期问单片机的内部计数器计数值与信号电压的大小成正比，此计数值就是U1所对应的数字量。