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vo与输入电压的微分 成正比。
当输入电压vs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vo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vs=sinwt时,则输出电压vo=–rcwcoswt。此时vo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vs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。