Digitální učební materiál Název projektu: Inovace vzdělávání na SPŠ a VOŠ Písek Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0010 Škola: Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola, Písek, Karla Čapka 402 Předmět: Technické aplikace Ročník: 3 Téma: Typy zapojení OZ - integrátor Tematický okruh: Lineární součástky elektronických obvodů Jméno autora: Miroslav Široký Datum tvorby: červen 2013 Kód materiálu: OPVK_1.5_DUM_III/2_TAP3_SR027 Soubor: 09VYSTUPY/VY_32_INOVACE_TAP3_SR027 Anotace: Operační zesilovače - Integrační článek (integrátor) - princip, vlastnosti a využití

Integrační článek (integrátor)  Elektrotechnická součástka, která v obvodu provádí matematickou funkci integrování  Napětí na výstupu je integrálem napětí na vstupu podle času

Integrační článek (integrátor) Provádí integraci (invertovaného) vstupního signálu podle času Výstupní napětí se vypočítá podle vztahu: Kde Upoc  je počáteční napětí, které bylo na výstupu v čase t0

Ideální integrační článek realizuje funkci: Kde Ki je konstanta integrátoru

Zapojení - Integrační zesilovač [5]

Konstrukce Integrační článek obsahuje nejméně jednu frekvenčně závislou součástku (kondenzátor, cívka) Nejjednodušším zapojením je pasivní zapojení využívající jeden kondenzátor či cívku Aktivní elektronický integrátor obsahuje operační zesilovač s kondenzátorem ve zpětnovazební smyčce

Funkce Integrační článek má frekvenční charakteristiku dolnopropustného filtru Se zvyšující se frekvencí vstupního napětí výstupní napětí klesá U ideálního integrátoru odpovídá desetinásobnému zvýšení frekvence desetinásobný pokles amplitudy Sklon jeho logaritmické amplitudové frekvenční charakteristiky tedy je −20 dB/dek.

Použití Integrační zesilovač se mimo jiné dá použít jako filtr, konkrétně dolní propust analogová paměť (při odpojení odporu R, stabilita paměti je závislá na kvalitě kondenzátoru) Někdy se toto zapojení také nazývá Millerův integrátor [4]

Přenos integračního článku je: Integrační konstanta pasivního integrátoru a) s rezistorem a kondenzátorem je Ki  = RC, b) s rezistorem a cívkou Ki  = L/R.

Frekvenční charakteristika [6]

Z křivky je patrné, že pro nulový kmitočet (tzn  Z křivky je patrné, že pro nulový kmitočet (tzn. pro ss napětí) je článek maximálně průchodný Se zvyšujícím se kmitočtem klesá výstupní napětí U2 i když je výstupní napětí U1 konstantní Pro nízké kmitočty je integrační článek propustný a nazývá se proto – dolnopropustný filtr Mezní kmitočet fm je závislý na velikosti R a C [6]

Na integrátoru dochází k fázovému posunutí mezi vstupním a výstupním signálem, které je opět závislé na frekvenci signálu: s rostoucí frekvencí se posuv zvyšuje, asymptoticky dosahuje pro vysoké frekvence -90° Frekvence, při kterém dochází k poklesu napětí −3 dB (AU = 0,707), se označuje jako frekvence zlomu. Fázový posuv je při něm roven -45° [1]

[2] [3] Zapojení pasivního integrátoru Odezva integračního článku na obdélníkové pulzy [3]

Zdroje [1]. OZ Integrační článek In: [online]. [cit. 2013-06-25]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Integra%C4%8Dn%C3%AD_%C4%8Dl%C3%A1nek [2]. Integrační článek In: [online]. [cit. 2013-06-25]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Integra%C4%8Dn%C3%AD_%C4%8Dl%C3%A1nek.jpg [3]. Graf napětí na IO In: [online]. [cit. 2013-06-25]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Graph_voltages_integrating_circuit.cs.svg [4]. Zapojení OZ In: [online]. [cit. 2013-06-25]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Zapojen%C3%AD_s_opera%C4%8Dn%C3%ADm_zesilova%C4%8Dem [5]. OZ integrátor In: [online]. [cit. 2013-06-25]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Opampintegrating.svg [6]. Integrační článek In: [online]. [cit. 2013-06-27]. Dostupné z: www.elweb.xf.cz/download/en/24.doc‎