مدار آپ امپ انتگرال گیر (Integrator Op-Amp Circuit)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit) را در آموزش زیر شرح دادیم :
مدار آپ امپ انتگرال گیر (Integrator Op-Amp Circuit) :
مدار آپ امپ انتگرال گیر (Integrator) مداری است که خروجی آن متناسب با انتگرال زمانی سیگنال ورودی است. این مدار با جایگزین کردن مقاومت فیدبک در یک تقویت کننده معکوس کننده با یک خازن (
\[ C \]) ساخته می شود. مقاومت ورودی
\[ R \]همچنان حفظ می شود.
اصل عملکرد: با توجه به زمین مجازی در ورودی معکوس کننده، جریان عبوری از مقاومت ورودی برابر
\[ i_{in} = V_{in} / R \]است. این جریان نمی تواند وارد آپ امپ شود، بنابراین خازن فیدبک را شارژ می کند. رابطه ولتاژ-جریان در خازن
\[ i_c = C \frac{dV_c}{dt} \]است. با توجه به اینکه
\[ V_{out} = -V_c \](چون طرف دیگر خازن به زمین مجازی وصل است)، داریم:
\[ V_{in} / R = -C \frac{dV_{out}}{dt} \]با انتگرال گیری از دو طرف، رابطه خروجی-ورودی به دست می آید:
\[ V_{out}(t) = -\frac{1}{RC} \int_{0}^{t} V_{in}(\tau) d\tau + V_{out}(0) \]که
\[ V_{out}(0) \]ولتاژ اولیه خازن است.
مشکل و راه حل: برای سیگنال DC، انتگرال گیر ایده آل تا بی نهایت شارژ می شود و در نهایت اشباع می گردد. در عمل، یک مقاومت بزرگ به موازات خازن فیدبک قرار می دهند تا از اشباع شدن مدار جلوگیری کند و بهره DC را محدود نماید. این مدار را انتگرال گیر عملی (Practical Integrator) می نامند.
کاربردها:
⭐ تولید امواج مثلثی از امواج مربعی.
⭐ فیلترهای فعال (بخصوص در حلقه های قفل فاز - PLL).
⭐ محاسبات آنالوگ (حل معادلات دیفرانسیل).
