从数学上看，只要将图2-2中的反馈电容CM换成电阻，便可获得比例微分的运算关系。但从减小冲击和抑制噪声来说，使用图2-5所示的比例微分电路更为有利，DDZ-Ⅲ型仪表中的调节器就是采用这个方案。
图2-5比例微分电路由前后两部分组成，前半部分由RD、CD及分压器构成无源比例微分电路，后半部分是运算放大器组成的同相比例放人器。由于运算放大器在同相愉人工作方式下输入阻抗极高(约等于差模输人阻抗乘以放大器的开环增益)，故前后两部分可认为是独立的，可分别进行研究。在分析得出前半部分电路运算关系后，只要乘以后面的比例放大器的放大倍数α，便可得到整个比例微分电路的运算关系。

为此，将无源比例微分电路单独研究，如图2-6所示，各点电压都以电平VB起算。可以先从物理概念定性地讨论它的输人与输出关系，若Vi为阶跃输人，则在t=0+时，由于电容CD两端电压不能突变，V+的变化值全部被传递到输出，故V+有一等值的突变。此后CD逐渐充电，电容两端电压慢慢增加，于是V+逐渐下降;当充电结束时，CD相当于断路，输出电压V+完全由分压器决定，即V+(t=∞)=（1/n）Vi。


    从数学上说，理想的微分运算器在输人阶跃信号时，其翰出为高度无穷大、宽度无穷小的脉冲。工程上不欢迎那种数学算式上理想的微分校正，而宁愿使用图2-6这样有限制的徽分装置。因为使用数学算式上理想的微分器，在调节系统出现阶跃偏差时，调节器的输出将会出现脉冲式地变化，输出一下子冲到极限值，而一瞬间又完全消失。这样，在调节器后面的执行器和调节对象根本来不及反应，得不到应有的效果。相反，它还会起坏的使用，因为调节系统中难免有高频干扰存在(如检测仪表的输出中总包含有电源纹波和电路噪声)，这些高频分量经过微分运算，可能使调节器产生很大的脉动输出，甚至使调节器中放大电路完全饱和而不能工作。基于上述理由，必须对微分作用加以一定的限制。图2-6的电路就是实用的、有限制的比例微分电路，在阶跃信号输人时，输出的微分幅度是受限制的，但微分作用的时间被延长，这种“温和的”微分作用能较好地满足自动控制的需要。
调节器微分作用的强弱总是通过与比例作用相比较来衡量的。工程上把阶跃输人作用下，比例微分调节器输出的最大跳变值与单纯由比例作用产生的输出变化值之比，称为微分增益Kd。在图2-6中，微分增益Kd=n。一般调节器中，Kd取5~10。

    此阶跃响应如图2-7所示。微分增益Kd愈大，则微分幅度与比例作用相比倍数愈大。微部分按时间常数几/凡的指数曲线衰减，当t=几/Kd时，微分部分衰减掉63%。在调节器验时，常用这一关系测定微分时间Td。