積分回路

質問

独学で電子回路を勉強していますが積分回路がどのように応用されるのかが今ひとつピンときません。微分回路は「論理回路のタイミングをとる」という解説を読んでなるほどと思うのですが積分回路の波形にどういう意味があるのでしょうか。

回答No.3

Denkigishi

電子回路学で「積分回路」と言う場合に２通りあります。いずれも独立変数（数学でいうＸ軸）は時間(t)となります。
１つ目はオペアンプなどの増幅器を使った本当の積分回路で、数学の式でいうと、y(t)＝∫x(t)dt　（x:入力　y:出力）　です。
２つ目は擬似積分回路で、１ケの抵抗と１ケのコンデンサからなる４端子網です。数式は、y(t)＝（１－exp^t/CR）X(t)　です。
こちらは低い周波数では積分はせず、高い周波数では積分をします。その境目はＣＲで決まります。
（用途）
回答者NO1様が書かれたタイマは、長時間用だと本当の積分回路を使う必要があります。短時間用だと擬似でも可能です。
回答者NO2様が書かれた平滑回路は、擬似積分回路を使います。その理由は必要な周波数の所は何もしないためです。

私は微分方程式の計算を例に挙げておきます。
初期の電子計算機はアナログ式でした。これには、真空管（後にはトランジスタ、今はオペアンプ）を使った積分回路が沢山入っていて、今まで手計算で苦労した、微分方程式で表された事象が解けるようになりました。私も学生の時に実験で使いました。今はＣＰＵ式になりましたが、ソフトで積分回路が構成されていて、より高精度に微分方程式を解くことが出来ます。
積分回路で微分方程式？　という疑問が沸くかも知れませんが、２次だと、ｙ"を基準信号とし、それを積分してｙ'、それを更に積分してｙを得ます。実験すると面白いですよ。

また別の用途を挙げておきます。温度や圧力の制御として一番よく使われるもので、ＰＩＤ制御というのがあります。Ｉは積分、Ｄは微分を表します。検出した信号を微分したり積分したりしながら、最適な自動制御をするものです。これも勉強、特に実習すると実に面白いです。

お礼

回答ありがとうございます。本に「ローパスフィルタのことを別名積分回路という」などという説明があったのですがこれはおっしゃる擬似積分回路と考えればよいのですね。なかなか奥が深そうです。

回答No.2

himara-hus

積分回路と言っても色々あります。
わかりやすい有名なところでは、
・整流回路など使われる平滑回路（脈流を直流にする）は積分回路です。
・信号を積分し（積分回路を通し）、位相変調器に入れると、周波数変調になります。
・Ｄ／Ａ変換後の階段波形を滑らかな信号に変えるために、積分回路を通します。

お礼

回答ありがとうございます。

回答No.1

NAZ0001

論理回路ということなら。1が入力された時間の分、積分回路の出力が増大していくわけですから。一定出力を閾値として検出すれば、1が入力された時間を検出することが出来ます。簡単なタイマーですね。

お礼

なるほど、確かに波形はそうなりますね。ありがとうございます。