實(shí)用微分電路--抗噪聲能力強(qiáng)

電路的功能

微分電路從用途上可分為模擬PID控制微分電路，隨輸入信號(hào)頻率的上升，輸出也變為無限大，形成工作不穩(wěn)定。本電路不是理想微分電路，C1、R1采用了理想微分電路原來的參數(shù)，R1決定最大幅度和截止頻率，如圖A所示，CF決定了新的時(shí)間常F2，以保證工作穩(wěn)定。

電路工作原理

微分電路的響應(yīng)與積分電路相反，輸出電壓EO為:。

理想響應(yīng)時(shí)，即使信號(hào)幅值很小，如變化率較大也能獲得較大的輸出電壓，但對(duì)噪聲也敏感，電路仍不實(shí)用。為此進(jìn)行了實(shí)用化設(shè)計(jì)，即在輸入端加了電阻R1，在反饋電路中加了電容器CF。圖A表明電路產(chǎn)生了新的極點(diǎn)，頻率極限取F1，開環(huán)頻率特性差的OP放大器微分范圍縮小。

放大倍數(shù)為-1時(shí)的頻率FO=1/2πR2.C1，第一極點(diǎn)的頻率F1=1/2πR1.C1，第二極點(diǎn)的頻率F2=1/2πR2.C1，把FO作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，并考慮了輸入信號(hào)中含有的噪聲振幅和頻率，使OP放大器不會(huì)飽和。

微分輸出誤差EETT為：是OP放大器的差動(dòng)輸出電阻。差動(dòng)輸入電阻R0比微分電阻R2大得多。要求VOS、IOS小是OP放大器的基本選擇原則。

輸入信號(hào)為零時(shí)，因?yàn)橹划a(chǎn)生直流VOS+IBR2的失調(diào)，所以輸出是穩(wěn)定的。

元件的選擇

本電路用于超低頻時(shí)，C1的電容量大，須選用漏電流小的電容器。R2的阻值當(dāng)然也比較大，OP放大器最好采用輸入偏流IB小的FET輸入型放大器。

微分的上限頻率F1在數(shù)十千赫茲以上時(shí)，選擇OP放大器應(yīng)考慮它的開環(huán)特性。從圖A可以看出，雖然這種特性作為放大器使用不理想，但在高頻條件下作為單純的CR無源微分電路效果卻比較好。