微分电路

1. 基本微分电路

图 1

图 2

图 3

微分是积分的逆运算，将基本积分电路中的电阻和电容元件位置互换，便得到图1所示的微分电路。

在这个电路中，同样存在虚地和虚断，因此可得

上式表明，输出电压v_O与输入电压的微分 成正比。

当输入电压v_S为阶跃信号时，考虑到信号源总存在内阻，在t=0时，输出电压仍为一个有限值，随着电容器C的充电。输出电压v_O将逐渐地衰减，最后趋近于零，如图2所示。

2. 改进型微分电路

当输入电压为正弦信号v_S=sinwt时，则输出电压v_O=–RCwcoswt。此时v_O的输出幅度将随频率的增加而线性地增加。说明微分电路对高频噪声特别敏感，故它的抗干扰能力差。另外，对反馈信号具有滞后作用的RC环节，与集成运放内部电路的滞后作用叠加在一起，可能引起自激振荡。再者v_S突变时，输入电流会较大，输入电流与反馈电阻的乘积可能超过集成运放的最大输出电压，有可能使电路不能正常工作。一种改进型的微分电路如图3所示。其中R₁起限流作用，R₂和C₂并联起相位补偿作用。该电路是近似的微分电路。