MOS开关电容滤波器原理应用设计及电路图-竟业电子

开关电容滤波器组成：MOS管开关+MOS管电容+MOS管放大器；

它是一种大规模集成电路滤波器；

作用：直接处理模拟信号，不需要A/D、D/A变换； 

优势：电路设计被简化 ，提高系统可靠性；

 

开关电容滤波器的原理

电路两节点间接有带高速开关电容器，相当于两节点间连接一个电阻；

开关电容滤波器（SCF电路是采样数据系统，直接处理模拟连续信号；

开关K置于左边时,信号电压源u1向电容器C1充电；

K倒向右边时，电容器C1向电压源u2放电。

开关 > 信号频率fc工作，C1在u1和u2两个电压节点间交替换接，

C1在u1、u2之间传递电荷可形成平均电流I＝fcC1(u1－u2)

图a的u1和u2间接入了一个等效电阻，值=1/fcC1。

图a开关电容电路=一阶有源低通滤波器(图b)，

传递函数是：H（jω）= j (fc/ω) (C1/C2);

ω＝2πf

开关电容滤波器传递特性取决于比值C1/C2和开关频率fc，图b是一个积分电路，

开关电容滤波器可用于模拟滤波器相应电路，以实现LC滤波器、有源滤波器等特性。

 

 

开关电容滤波器应用：

通信系统脉冲编码调制，单片集成电路，

单独开关电容滤波器可作通用滤波器，

如：自适应滤波，跟踪滤波，振动分析，语言和音乐合成；

 

影响滤波器性能因素：

1.运算放大器带宽；

2.电路寄生参数；

3.开关与运算放大器非理想特性；

4.MOS管噪声；

开关电容滤波器工作频率不高，应用范围：音频频段。

 

开关电容滤波器设计方法

1.以模拟连续滤波器为基础：通过一定的变换关系把连续系统的网络函数变换为对应的离散时间系统网络函数，以便直接在离散时间域内精确设计。

把网络函数分解为低阶函数，然后用开关电容电路模块通过级联或反馈结构实现。

 

2.以LC梯形滤波器为原型用信号流图法或阻抗模拟法以开关电容电路取代LC电路中的各支路或电阻，电感，元件之间有一一对应关系。