Аналоговый интегратор (АИ)

Устройство предназначено для преобразования входного сигнала [е_ВХ(t)] в соответст­вии с алгоритмом - u_ВЫХ(t) = k ∫ е_ВХ(t) dt. Графическое обо­значение АИ пока­зано на рис.16, схема приведена на рис.17.

Анализ работы во временной области. Согласно второму правилу анализа u_ВЫХ(t) =-u_C = - ∫ i₂ dt (при нулевых начальных условиях), а ток i₁ = . Согласно первому правилу i₂ = i₁. Подставив значение тока в выражение для выходного напряжения, получаем алгоритм работы АИ:

u_ВЫХ(t) = - ∫ е_ВХ dt. (11) Анализ работы в частотной области. Передаточная функция идеального АИ описывается выражением Н(р)= . Соответственно частотный коэффициент передачи K(jω)= , где K(ω)= - АЧХ АИ, а φ (ω)= - - ФЧХ АИ. Для конкретной величины k=10 ЛАЧХ и ФЧХ соответствуют рис.18.

Для определе­ния частотного коэффициента пе­редачи реального интегратора вос­пользуемся соот­ношением (4), за­менив соответст­вующие элементы в цепи ООС. Тогда

, (11)
где τ_ЭКВ = RC(1+К₀), ω_СР=1/τ_ЭКВ - частота среза, определенная по уровню -3 дБ) от значения К₀ в дБ (по уровню 0,707от К₀ в разах).Частота еди­ничного усиления определяется пара­метрами RC цепи ООС (ω₁= 1/RC ). ЛАЧХ и ФЧХ ре­ального интегра­тора, соответст­вующие выражению (11), приведены на рис.19. Нетрудно заметить, что с увеличением К₀ характеристики реаль­ного АИ приближаются к идеальным.

Частотная область, в которой можно размещать спектр интегрируе­мого входного сигнала, согласно рис.19 определяется величиной

Δω = ω_ВУПТ - ω_СР. (12)