模拟电路网络课件 第四十一节:开关电容滤波器
[09-12 12:22:04] 来源:http://www.88dzw.com 电路基础 阅读:8194次
文章摘要:模拟电路网络课件 第四十一节:开关电容滤波器8.6 开关电容滤波器一、开关电容滤波器基本原理开关电容滤波器是由MOS电容、开关和运放组成,其整体结构简单、制造简易、价廉,性能较好,大有取代一般滤波器的趋势。开关的基本原理是,电路的两节点间接有带高速开关的电容器,其效果相当于该两节点间连接一个电阻。图1a所示是一个有源RC积分器。在图b中,用一个接地电容C1和用作开关的源、漏极可互换的增强型MOS三极管T1、T2来代替输入电阻R1(注意此处T1、T2用的是简化符号)。图中T1、T2用一个不重叠的两相时钟脉冲来驱动(见图1c。假定时钟频率fc(=1/Tc)远高于信号频率,那么,在f1为高电平时,T
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8.6 开关电容滤波器
一、开关电容滤波器基本原理
开关电容滤波器是由MOS电容、开关和运放组成,其整体结构简单、制造简易、价廉,性能较好,大有取代一般滤波器的趋势。
开关的基本原理是,电路的两节点间接有带高速开关的电容器,其效果相当于该两节点间连接一个电阻。图1a所示是一个有源RC积分器。在图b中,用一个接地电容C1和用作开关的源、漏极可互换的增强型MOS三极管T1、T2来代替输入电阻R1(注意此处T1、T2用的是简化符号)。图中T1、T2用一个不重叠的两相时钟脉冲来驱动(见图1c。假定时钟频率fc(=1/Tc)远高于信号频率,那么,在f1为高电平时,T1导通而T2截止[见图1d]。此时C1与输入信号vI相连,即有:
qC1=C1vI
而在f2为高电平时,T1截止,T2导通。于是,C1转接到运放的输入端,如图e所示。此时,C1放电,将C1原来所充电荷qC1传输到C2上。
由此可见,在每一时钟周期Tc内,从信号源中提取的电荷qC1=C1vI。供给了积分电容C2。因此,在节点1、2之间流过的平均电流为
如果Tc足够短,可以近似认为这个过程是连续的,因而由上式可以在两节点间定义一个等效电路Req,即
和 (1)
这样,就可以得到一个等效的积分时间常数
(2)
显然,影响滤波器频率响应的时间常数取决于时钟周期TC和电容比值C2/C1,而与电容的绝对值无关。在MOS工艺中,电容比值的精度可以控制在0.1%以内。这样,只要选用合适的时钟频率(如fc=100kHz),和不太大的电容比值(如10),对于低频率应用来说,就可获得合适的时间常数(如10–4s)。
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