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长时间积分器
报告人 王 勇
2004年12月8日
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报告内容
长时间积分器研制的意义及目标
长时间积分器的若干关键问题
长时间积分器基本实现方案
阅读文献
论文进展的大致安排
目前存在困难
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长时间积分器研制的意义及目标
在托卡马克放电实验中，许多电磁测量诊断信号的输出额均为该信号的微分量，需要使用积分器，如等离子体电流和位移的测量。
等离子体的放电时间越来越长，所以积分时间也要求越来越长，未来建成的HT-7U超导托卡马克其放电时间将达到千秒量级，因此研制长时间无零漂积分器已势在必行。
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传统模拟积分器
式中RC为积分常数，
Vc(t1)是t1时刻电容C
两端的电压值，即初始值。
左图中C为积分电容，C1
为滤波电容，在A为理想
运放时：
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实际积分器等效电路
VIO: 输入失调电压
IIO: 输入失调电流
IIB: 输入偏置电流
V＋/CMRR: 共模误 差信号近似值
Avd: 开环放大倍数
R1: 积分电阻
C： 积分电容
Rd: 积分电容C的 泄漏电阻
E: 电容C上初始值
ri、ro：运放的输入输出电阻
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长时间积分器的若干关键问题
积分漂移
非线性误差
泄露现象
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积分漂移
当输入电压为零时，理想积分电路输出电压应保持不变，但实际积分电路输出电压仍会随时间不断向一个方向变化（增大或减小）。
这是由于运放存在着输入失调电压VIO、失调电流IIO、偏置电流引起的IIB和温漂等，即使输入电压VI=0，VIO 、IIO 、IIB都将作为等效输入信号被积分，使输出电压随时间不断向一个方向变化。
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非线性误差
理想的反向输入积分电路在负的单位阶跃输入电压作用下，输出电压应随时间呈线性上升。但由于元器件性能不理想，实际积分电路的输出与线性产生了偏离。
这主要是由电容存在的介质损耗和泄漏电阻引起的。
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泄露现象
积分电路在一定输入电压下输出电压已达到一定值，再将Vin变为零，理想积分器Vout应保持不变。
实际上由于电容的介质损耗和泄漏电阻，给积分电容上的电荷提供了放电通路，使Vout随时间不断下降。
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解决上述问题的一般措施
在条件允许的情况下，积分时间应尽量取短，以减小积分漂移。
在积分起始，使积分电容短路，输出初值为零。
选择优质运放，以减少输入失调电压和失调电流等。
选择优质电容以减少介质损耗和漏电，且电容的容量应适当取大。
用作积分的集成运放应仔细调零。
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