微分运算电路原理

我是电器电！这篇文章给大家讲一下微分运算电路原理，微分是积分的逆运算，电路原理如图所示

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看图可知微分电路和积分电路的区别就是R与C更换了一个位置。Vi瞬时为“＋”那么Ⅴo就为一，反馈支路会抽电流，所以它依然是负反馈电路。并且是电压并联负反馈。

既然是负反馈必然存在着虚断和虚短。虚断是指输入端电流为0，虚短是指同相端和反相端电位相等。

看图1同相端接地，又由于虚短，Ⅴ＋＝Ⅴ－所以Ⅴi接地的电压信号相当于接入了电容C，所以Vc＝Ⅴi。又由于反相端虚断所以Ic＝IR而Ic又等于什么呢？当然是电容器两端电压的微分CdVc／dt所以列式如下

Vo＝一iR×R＝一iC×R＝－RCdvc／dt＝－RCdvi／dt①看到①式明显地看到Vo是Vi的微分所以称之为微分电路用①式就可以很明显地看到微分的变化如图所示

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从2图可清楚地看到三角波微分后变成方波并且方向相反

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我们来看3图Ⅴi为理想方波第一阶段为0，Vi变化率为0，Vo也为0，第二阶段初Vi从负到正变化率很大是一个很大的数Vo和它的方向相反也会变成一个很大的数，理想状态下是这样在一瞬间完成跳变，但实际上会有延迟，跳变后返回不到原来的点所以形成了尖脉冲，幅度取决于变化率的大小，但再大也不能大于±Uom。如果输入Vi为正弦，那么微分后输出Vi为余弦。

值得一提的是我们前面学过比例电路和这一节课学过的微分，积分电路在自动控制系统中经常被用到组成了pId控制系统。很多电工或电子电工以及工控人员会经常接触到。

最后非常感谢大家的收看！