開關電容濾波器組成：MOS管開關+MOS管電容+MOS管放大器；

它是一種大規(guī)模集成電路濾波器；

作用：直接處理模擬信號，不需要A/D、D/A變換； 

優(yōu)勢：電路設計被簡化 ，提高系統(tǒng)可靠性；

 

開關電容濾波器的原理

電路兩節(jié)點間接有帶高速開關電容器，相當于兩節(jié)點間連接一個電阻；

開關電容濾波器（SCF電路是采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)，直接處理模擬連續(xù)信號；

開關K置于左邊時,信號電壓源u1向電容器C1充電；

K倒向右邊時，電容器C1向電壓源u2放電。

開關 > 信號頻率fc工作，C1在u1和u2兩個電壓節(jié)點間交替換接，

C1在u1、u2之間傳遞電荷可形成平均電流I＝fcC1(u1－u2)

圖a的u1和u2間接入了一個等效電阻，值=1/fcC1。

圖a開關電容電路=一階有源低通濾波器(圖b)，

傳遞函數(shù)是：H（jω）= j (fc/ω) (C1/C2);

ω＝2πf

開關電容濾波器傳遞特性取決于比值C1/C2和開關頻率fc，圖b是一個積分電路，

開關電容濾波器可用于模擬濾波器相應電路，以實現(xiàn)LC濾波器、有源濾波器等特性。

 

 

開關電容濾波器應用：

通信系統(tǒng)脈沖編碼調(diào)制，單片集成電路，

單獨開關電容濾波器可作通用濾波器，

如：自適應濾波，跟蹤濾波，振動分析，語言和音樂合成；

 

影響濾波器性能因素：

1.運算放大器帶寬；

2.電路寄生參數(shù)；

3.開關與運算放大器非理想特性；

4.MOS管噪聲；

開關電容濾波器工作頻率不高，應用范圍：音頻頻段。

 

開關電容濾波器設計方法

1.以模擬連續(xù)濾波器為基礎：通過一定的變換關系把連續(xù)系統(tǒng)的網(wǎng)絡函數(shù)變換為對應的離散時間系統(tǒng)網(wǎng)絡函數(shù)，以便直接在離散時間域內(nèi)精確設計。

把網(wǎng)絡函數(shù)分解為低階函數(shù)，然后用開關電容電路模塊通過級聯(lián)或反饋結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。

 

2.以LC梯形濾波器為原型用信號流圖法或阻抗模擬法以開關電容電路取代LC電路中的各支路或電阻，電感，元件之間有一一對應關系。