[实用新型]一种积分器电路

说明书

本实用新型属于一种电子元器件技术领域，特别是一种一种积分器电路的改进。

积分器由运算放大器、电容及电阻构成，基本电路形式如附图1所示，该电路输出电压为输入电流积分值，广泛应用于积分式模数转换电路。其运算放大器的传输函数如下。

$V\left(\mathrm{out}\right)=-\frac{1}{C}\∫\frac{\mathrm{Vin}}{R}\·\mathrm{dt}$

在电流频率转换电路中，积分器的作用是将输入电流信号，转换成随时间累计的电压信号，用来驱动后级开关电路，实现电流到频率的转换则积分器的性能决定了整个电流频率转换电路的性能，积分器的误差来源包括以下几个：

1、运算放大器的失调电流；

2、运算放大器的压摆率；

3、积分电容的漏电流；

当转换频率较高时，运算放大器失调电流及积分电容漏电流对积分器性能的影响会显著加大，同时积分器输出电压波形上会产生较大的毛刺，对后级电路造成一定影响。通过对积分电路器件选型及电路形式适当调整后，则可以有效解决该问题。

当转换频率较高时，运算放大器失调电流及积分电容漏电流对积分器性能的影响会显著加大，同时积分器输出电压波形上会产生较大的毛刺，对后级电路造成一定影响。通过对积分电路器件选型及电路形式适当调整后，则可以有效解决该问题。

本实用新型目的是提出积分器电路的优化方法，以提高整个电流频率转换电路的性能。

一种积分器电路，具有输入电阻Ri和与其相连接的积分电容Cf，并接入运算放大器，其特征是在积分电容Cf上并联除噪电容C，在运算放大器上增加阻抗匹配电阻R。

积分电容Cf为新型ECRG型薄膜电容，运算放大器为高精度OP27，运算放大器同向端串联有阻抗匹配电阻R，除噪电容C为小型瓷介电容。

输入电阻Ri与阻抗匹配电阻R等值。

图1为基本积分电路形式；

图2为本实用新型改进型积分电路形式。

如图2所示，根据输入电流和输出频率(开关时间)的要求，选择合适的输入电阻Ri和积分电容Cf，对运算放大器进行优化选型，改进电路形式，增加阻抗匹配电阻及除噪电容，改善电路性能。采用新型ECRG型电容和高精度运放OP27，并在运放同向输入端串接与输入电阻等值的电阻，用来补偿运放的失调电流和偏置电压，在积分电容上并联小容量瓷介电容达到消除噪声目的，提高整个电路稳定性。

电路中积分电容选用ECRG型有机薄膜电容，该电容采用新型材料(聚苯硫醚介质)，相比其他有机薄膜电容，具有体积小、漏电流小(约1nA)，温漂小，性能稳定等特点，适用于各种脉动电路和积分电路中。运算放大器采用AD公司OP27，该运放具有输入阻抗高，偏置电流小(约10nA)，漂移小，压摆率高等特点，适用于高频率输出的电流频率转换电路。另外在积分器正向输入端增加了电阻R，在积分电容两端并联电容C。电阻R取值与电阻Ri相等，增加该电阻能有效降低运算放大器的失调电流和偏置电压，对积分器性能有所改善。电容C为小容量(100p)瓷介电容，用来消除积分电容在进行高频充放电时产生的毛刺，提高积分器和整个电流频率转换电路的稳定性。

该积分器电路进行大量试验验证，性能稳定可靠，在电流频率转换电路标频512kHz时，能稳定工作，其输出频率可达200kHz以上，已成功应用于某型号惯性测量组合中。