9.3.1开关电容滤波器 - 开关电容滤波器

开关电容电路由受时钟脉冲信号控制的模拟开关、电容器和运算放大器三部分组成。开关电容电路的特性仅与各电容器电容量之比的准确性有关，而与电容器的精度无关。在集成电路中，可以获得准确性很高的电容比。9.3.1开关电容模拟电阻9.3开关电容滤波器开关电容模拟电阻时钟驱动信号由两相时钟

1和

2控制开关S1、S2。9.3.1开关电容模拟电阻基本开关电容电路模拟开关S1和S2的动作规律：

S1断S2断

S1通S2断

S1断S2断

S1断S2通

当开关S1闭合，S2断开时，u1对C充电。

充电电荷。

当开关S2闭合，S1断开时，C放电。

放电电荷。设开关的周期为TCP，节点从左到右传输的总电荷为：9.3.1开关电容模拟电阻等效电流：

如果时钟脉冲的频率fCP足够高，在一个时钟周期内两个端口的电压可认为基本不变，则基本开关电容单元就可以等效为一个电阻：

开关电容的优点：利用MOS工艺控制开关电容的大小，即可制作大阻值的电阻，使用的硅片面积只是传统工艺的1%左右。9.3.1开关电容模拟电阻两相时钟

1和

2的频率

远大于输入信号的频率，开关电容单元等效为电阻：时间常数：通带截止频率：9.3.2一阶RC低通环节时钟频率电容量之比通带截止频率稳定、准确

当时钟频率一定时，通带截止频率取决于电容比，而与电容的绝对值无关。集成工艺制作的MOS电容比的精度优于0.01%，温度系数小于10ppm/℃。所以集成开关电容滤波器的截止频率准确度高且稳定性好。9.3.2一阶RC低通环节一阶开关电容滤波器及其等效电路设,9.3.3一阶开关电容低通滤波器9.3.4集成开关电容滤波器MAX260

MAX260芯片内含两个独立的二阶开关电容滤波单元，每个滤波单元的中心频率f0、品质因数Q及工作模式均可由程序设置。通过编程可以设置64种f0、128个Q值及四种工作模式。芯片内部两个独立的滤波单元分别用A、B表示。

MAX260是美国MAXIM公司生产的程控滤波器芯片，可以通过微处理器编程控制滤波器的传递函数，不需要外接元件即可构成低通、高通、带通、带阻、全通滤波器，简化了有源滤波器的设计过程。MAX260的引脚图

MAX260通过滤波单元的级联，可以实现四阶滤波器。由MAX260构成的四阶带通滤波器如图所示。MAX260构成的四阶带通滤波器9.3.4集成开关电容滤波器MAX260MAX260的一组二阶滤波单元结构:MAX260的滤波单元结构9.3.4集成开关电容滤波器MAX260在MAX260的滤波单元中，可采用多种方式配置加法放大器和积分器，实现不同的滤波功能。该芯片通过将编程模式字写入编程内存来选择工作模式。模式1：ALP=-1ABP=-QABE1=ABE2=-1可以构成巴特沃斯、切比雪夫、贝塞尔型滤波器，实现低通和带通滤波功能，也可以构成二阶带阻滤波器；该模式与模式4支持高时钟频率。

9.3.4集成开关电容滤波器MAX260模式2：ALP=-0.5ABP=-0.707QABE1=-0.5，ABE2=-1可以构成低通、带通和带阻滤波器。与模式1相比，其主要优点在于能够获得更高的Q值和低噪声输出。9.3.4集成开关电容滤波器MAX260模式3：ALP=-1ABP=-QAHP=-1只有该模式可以构成高通滤波器，也可以构成低通和带通滤波器，其最大输入时钟频率小于模式1中采用的频率。若采用独立的运算放大器，将模式3的高通输出和低通输出相加，就可以构成带阻滤波器。9.3.4集成开关电容滤波器MAX260模式4：ALP=-2ABP=-2QAAP=-1