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正文摘录:

刘新等：开关电容遗逵墨塑坌堑墨运旦开关电容滤波器的分析与运用刘新，，杨虹’，陈海燕。(1.重庆邮电大学重庆400065；2.西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010)摘要：开关电容作为一种实现有源滤波器的技术在电路设计中的运用与日俱增，首先阐述了开关电容的基本概念，接着对开关电容滤波器进行分析，然后对一个具体的一个二阶低频开关电容滤波器进行了详细讨论，最后采用台机电(TsMc)公司的tsmc024(0.24pmCMOS工艺)进行设计，经过了一系列的优化和仿真工作，得出了比较好的结果。关键词：开关电容；滤波器；集成电路；tsmc024中图分类号：TN713’.92文献标识码：B文章编号：1004—373X(2007)06一006一03AnalysisandApplicationofSwitchedCapacitorFilterLIUXinl。YANGHong’，CHENHaiyan。(1.ChongqingUniversityofPosts&Telecommunications，Chongqing，400065，China；2.InformationEngineeringCoilege，SouthwestUniversityofSeience＆Technology，Mianyang，621010'Chi“。)Abstract：Switchedcapacitortobeatechniqueforactivefilteriswidelyusedincircuitdesign.Thebasicconceptoftheswitchedcapacit。risfirstlystatedintheartiele，thenswitched—capacit。rfliterisanalyzed，andthendiscussedanactual。。。m—ple—tw。rankl。wfrequencyswitch—capacit。rfliters,finallyweusedtsmc024(0.24弘mCMOStechnics)。fTsMcfor。u。d。一sign，byoptimizingandsimulating，wegotsatisfyingresult·Keywords：switchedcapacitor；filter；integratecircuit；tsmc0241引言开关电容在1972年问世以来，他在电路设计中的运用与日俱增，这主要是与高质量高精度的MOS电容和MOS开关的实用性分不开的。MOS开关电容电路(SC电路)是由MOS模拟开关和MOS电容组成，电路在时钟信号控制下，完成电荷的储存和转换。他和运算放大器、比较器等基本电路组合起来，可以构成多种基本的sc电路。比如SC等效电阻电路、sC积分电路、sC滤波电路等。开关电容电路的发明使基于MOS工艺的全集成的大规模模拟电路成为现实，而且开关电容电路最具吸引力的地方在于数字化可编程，这主要通过使用MOS电容阵列或者改变他们的时钟频率实现。开关电容作为一种实现有源滤波器的技术，颇受欢迎，他能比早期的有源RC滤波器精度更高，密度更大。特别是在低频运用中，开关电容日益盛行，早已扩展到更为通用的信号处理中使用，而且更进一步用来完成完整的采样数据系统，但是到了20世纪80年代中期，以前使用开关电容的系统开始寻求采用数字信号处理解决问题。虽然数字信号处理方法通常能耗大、硅片面积可利用率低，但他能提供良好的时价比，较容易进行计算机辅助设收稿日期：2006—07—28计，测试方法简单，并且随着VLSI(超大规模集成电路)特征尺寸减小，复杂度增加，以至于一个完整系统可以集成在一个硅片上，也就是SOC(片上系统)，这就改变了开关电容的作用。单片数字系统在其与外部世界接口的地方需要模拟电路，现在已经发现开关电容通常可以在这些接口处完成A／D和D／A转换、采样和保持、滤波等功能。本文介绍了开关电容的基本概念，然后对开关电容滤波器进行分析并列举了一个相应的实例，从而对电容滤波器有了一个初步的理解。2开关电容基本概念开关电容滤波网络是用开关电容电路的理论和MOS集成技术发展起来的，简称MOSSCF(SwitchedCapacitorFilter)。由于回转器能有效地代替电感，在此基础上人们考虑能否用有源元件来替代电阻。近年来由于MOS线性大规模集成技术获得突破性进展，单片集成SCF才得以实现。他最显著的特点是能集成一种或多种型式的多个滤波器于一个单片IC之内。因此使电路简化，安装紧凑，便于调试，在国内外已逐渐地用于各类电子设备和其他声频处理系统中。用开关电容来代替电阻的基本原理见图1所示。开关S接A端，这时电容G充电，Q1一CsU，；接着开关S被切换到B端，因为端子电压的变化，那么电容G的电荷量