有源微分电路设计第 1 页 共 9 页有源微分电路设计王玉娟 ( 安庆师范学院物理与电气工程学院安徽 安庆 246011) 指导教师：王鹏摘要： 输出电压与输入电压成微分关系的电路为微分电路，通常由电容和电阻组成；在自控系统中，常用微分电路和积分电路作为调节环节；此外，微分电路和积分电路还广泛应用于波形的产生和变换以及仪器仪表之中。以集成运放作为放大电路，利用电阻和电容作为反馈网络，可以实现这两种运算电路。微分电路可将一个梯形波转换为一负一正两个矩形波，微分电路也可以起移相作用。用理想运放模型设计的有源徽分电路的主要缺点是，当输入信号频率升高时, 电容的容抗减小，则放大倍数增大，造成电路对输入信号中的高频噪声非常敏感，因此输出信号中的噪声成分严重增加，信噪比大大下降。除此之外，微分电路中的ＲＣ元件形成一个滞后的移相环节，它和集成运放中原有的滞后环节共同作用，很容易产生自激振荡，是电路的稳定性变差。为此提出在有源微分电路的传递函数中计及实际运放幅频特性 , 增加与输入电容串联的电阻, 可使有源微分电路的闭环放大倍数降低，从而抑制了高频噪声。关键词： 微分电路，运算放大器，幅频特性 1 引言通常在分析由集成运放组成的微分电路时，将其中的集成运放看成是理想运算放大器。理想运放是一个重要的概念，也是分析运放应用电路的一个有力工具。所谓理想运放就是将集成运放的各项技术指标理想化。当然，实际的集成运算放大器不可能达到其理想化的技术指标，但是，由于制造集成运放工艺水平的不断提高，集成运放产品的各项性能指标日益改善。因此，一般情况下，在分析集成运放的应用电路时，将实际的集成运放视为理想运放所带来的误差，在工程上是允许的。理想运放工作在线性区时有两个重要特点：1 理想运放的差模输入电压等于零由于工作在线性区故输入、输出之间符合式)(_UUAodUo（ 式中oU 是集成运放的输出端电压；U+和 U_分别是其同相输入端和反相输入端的电压；Aod 是其开环差模电压增益。 ）而且，因理想运放的Aod ，即开环差模电压增益为无穷大，故可得 U+=U_ ，上式表示运放同相输入端与反相输入端两点的电压相等，如同将该两点短路一样。但是该两点实际上并未真正被短路，只是表面上似乎短路，因而是虚假的短路，所以将这种现象称为 “虚短”。2 理想运放的输入电流等于零由于理想运放的差模输入电阻为无穷大，因此在其两个输入端均没有电流，故i+=i_=0 此时，...
