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开关电容滤波器底子原理

2017-09-08 21:08分类:电工考证知识 阅读:

 

开关电容滤波器是由MOS电容、开关和运放构成,其全体构造简略、制造简练、价廉,功用较好,大有替代一般滤波器的趋势。

开关电容滤波器的底子原理是,电路的两节点直接有带高速开关的电容器,其效果恰当于该两节点间联接一个电阻。图1(a)所示是一个有源RC积分器。在图1(b)中,用一个接地电容C1和用作开关的源、漏极可沟通的增强型MOS三极管T1、T2来替代输入电阻R1(留神此处T1、T2用的是简化符号)。图中T1、T2用一个不堆叠的两相时钟脉冲来驱动[见图1(c)]。假守时钟频率fc(=1/Tc)远高于信号频率,那么,在φ1为高电往常,T1导通而T2截止[见图1(d)]。此刻C1与输入信号vI相连,即有:

而在φ2为高电往常,T1截止,T2导通。所以,C1转接到运放的输入端,如图1(e)所示。此刻,C1放电,将C1正本所充电荷qC1传输到C2上。

由此可见,在每一时钟周期Tc内,从信号源中获取的电荷qC1=C1vI供应了积分电容C2。因而,在节点1、2之间流过的均匀电流为

假定Tc满意短,能够近似以为这个进程是接连的,因而由上式能够在两节点间界说一个等效电路Req,即

(1)

这么,就能够得到一个等效的积分时刻常数

显着,影响滤波器频率照应的时刻常数取决于时钟周期Tc和电容比值C2/C1,而与电容的必定值无关。在MOS技能中,电容比值的精度能够操控在0.1%以内。这么,只需选用适宜的时钟频率(如fc=十0kHz)和不太大的电容比值(如十),关于低频率运用来说,就可取得适宜的时刻常数(如十–4s)。

图 1

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