積分電路設(shè)計教學課件

積分電路設(shè)計積分電路是信號調(diào)理器實現(xiàn)加速度信號轉(zhuǎn)換為速度和位移的變換電路。1一、基本概念最簡單的振動是簡諧振動特點：(1)參量是時間的諧和函數(shù)；(2)在時域為一正弦波；(3)在頻域為一直線譜(信號的傅立葉變換)。tx(t)00X(ω)ωω02簡諧振動的時域參數(shù)振動時域參數(shù)間的幅度關(guān)系：微積分關(guān)系3振動時域參數(shù)的相位關(guān)系

振動時域參數(shù)間的幅度關(guān)系： 相位a、v、x依次超前π/2。

x、v、a三者的相位關(guān)系ωvxa4二、傳感器的動態(tài)特性傳感器的動態(tài)特性參數(shù)比較多，反映能測量參數(shù)的頻率線性范圍。 (1)頻率線性范圍： 頻率響應(yīng)曲線，頻率對靈敏度的影響； (2)幅度線性范圍： 頻率對測量幅度的影響(諾莫圖)； (3)相位線性范圍：頻率對相位的影響。5頻率對幅度的影響-諾莫圖加速度位移交越頻率6振動測量參數(shù)的選取從反映頻率與位稱、速度和加速度關(guān)系的諾莫圖可知： (1)低頻時，測量位移可提高測量精度； (2)中頻時，測量速度可提高測量精度； (3)高頻時，測量加速度可提高測量精度。對位移和加速度測量都能達到最大值的頻率點稱為交越頻率。7一個傳感器只能測量一種參數(shù)在實際應(yīng)用中，一個傳感器只能測量一種參數(shù)；在某些情況下，振動的某個參數(shù)可能不容易測量，或無法測量；在振動信號分析處理時，常需要研究振動的三種參數(shù)；需要利用三個參數(shù)間的微積分關(guān)系，通過微積分網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)三個參數(shù)的轉(zhuǎn)換，以滿足分析需要。8加速度、速度和位移的轉(zhuǎn)換加速度傳感器只能測量振動加速度；速度和位移通過積分電路實現(xiàn)： (1)通過一次積分電路輸出位移； (2)通過二次積分電路輸出速度。如果是測量振動位移，則速度和加速度分別通過一次和二次微分電路來實現(xiàn)。如如果是測量振動速度，則一次微分為加速度，一次積分為位移。9橫向振動加速度積分得速度10二次積分得位移11三、RC微分電路輸出電壓與輸入電壓的微分成比例，要求：RC<<T

RC電路有多種用途，視RC值和信號特性而定：12RC微分電路的頻率特性13四、RC積分電路14RC積分電路的頻率特性15積分電路的對數(shù)曲線16典型的積分曲線速度積分曲線1速度積分曲線217積分器的階躍、方波響應(yīng)18積分器的正弦波響應(yīng)當積分器的輸為正弦波時， 輸出為余弦波，相差為90度，幅度增大ω倍。aV=ωa相位差為90度19微積分電路的實現(xiàn)兩種微積分電路： (1)無源RC微積電路 無源RC微積分電路衰減大，頻率范圍較窄，積分誤差大。 一般采用運算放大器先將信號放大，再通過無源微積分電路； (2)有源微積分電路 電路衰減小，頻率范圍較寬，積分誤差小。20五、基本反相積分電路21差動輸入反相積分電路22有源積分電路特點特點：頻率范圍寬，誤差小電容上的初始電壓23有源反相積分電路設(shè)計為限制電路的低頻增益，減少失調(diào)電壓的影響，一般在反饋電容上并一個電阻。輸入信號頻率大于f0時為積分器。24傳感器的工作頻率范圍應(yīng)變式傳感器頻率工作范圍低端0.01Hz25積分器低端截止頻率的確定由于傳感器輸出的最低信號頻率為0.01Hz，給積分器設(shè)計帶來了困難；列車車體的最低振動頻率一般不低于0.5Hz，考慮到這一情況，可將積分器的低端頻率取為0.1Hz。26設(shè)計要求 積分器低端截止頻率0.01Hz，衰減為-3dB； 高端頻率為學號最末三位數(shù)，衰減取-25dB；學號最末三位數(shù)27積分網(wǎng)絡(luò)數(shù)目確定一般要設(shè)計多條積分曲線；第二條積分曲線的截止頻率應(yīng)該為第一條積分曲線衰減-25dB處的頻率，即第二條積分曲線在此處衰減-3dB；第三條曲線參照上述處理。28積分電路仿真實例29積分電路截止點的仿真結(jié)果加速度速度相位相差π/230六、二次積分電路設(shè)計31二次有源反相積分電路二次有源反相積分電路：32二次積分電路仿真實例33經(jīng)常不斷地學習,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量StudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe寫在最后謝謝你的到來學習并沒有結(jié)束，希望大家繼續(xù)努力