开关电容电路构成的频/压转换器
发布时间:2008/10/27 0:00:00 访问次数:586
开关电容电路由受时钟脉冲信号控制的模拟开关、电容器和运算放大电路三部分组成。这种电路的特性与电容器的精度无关,而仅与各电容器电容量之比的准确性有关。在集成电路中,可以通过均匀地控制硅片上氧化层的介电常数及其厚度,使电容量之比主要取决于各个电容电极的面积,从而获得准确性很高的电容比。自20世纪80年代以来,开关电容电路广泛地应用于滤波器、振荡器、平衡调制器和自适应均衡器等各种模拟信号处理电路之中。由于开关电容电路应用mos工艺,故尺寸小、功耗低,工艺过程较简单,且易于制成大规模集成电路。
图1 开关电容单元
图1所示为开关电容单元电路,两相时钟脉冲φ1和φ2互补,即φ1为高电平时φ2为高电平,低电平,φ1为低电平时φ2为高电平,它们分别控制电子开关s1和s2,因此两个开关不可能同时闭合和断开。当s1闭合时,s2必然断开,u1对电容c充电,充电电荷q1=cu1;而s1断开,s2必然闭合,电容c放电,放电电荷q2=cu2。设开关的周期为t,节点从左到右传输的总电荷为
若c=1pf,f=100khz,则等效电阻r等于10mω。利用mos工艺,电容只需硅片面积0.01 2m,所占面积小,所以解决了集成运放不能直接制作大电阻的问题。
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开关电容电路由受时钟脉冲信号控制的模拟开关、电容器和运算放大电路三部分组成。这种电路的特性与电容器的精度无关,而仅与各电容器电容量之比的准确性有关。在集成电路中,可以通过均匀地控制硅片上氧化层的介电常数及其厚度,使电容量之比主要取决于各个电容电极的面积,从而获得准确性很高的电容比。自20世纪80年代以来,开关电容电路广泛地应用于滤波器、振荡器、平衡调制器和自适应均衡器等各种模拟信号处理电路之中。由于开关电容电路应用mos工艺,故尺寸小、功耗低,工艺过程较简单,且易于制成大规模集成电路。
图1 开关电容单元
图1所示为开关电容单元电路,两相时钟脉冲φ1和φ2互补,即φ1为高电平时φ2为高电平,低电平,φ1为低电平时φ2为高电平,它们分别控制电子开关s1和s2,因此两个开关不可能同时闭合和断开。当s1闭合时,s2必然断开,u1对电容c充电,充电电荷q1=cu1;而s1断开,s2必然闭合,电容c放电,放电电荷q2=cu2。设开关的周期为t,节点从左到右传输的总电荷为
若c=1pf,f=100khz,则等效电阻r等于10mω。利用mos工艺,电容只需硅片面积0.01 2m,所占面积小,所以解决了集成运放不能直接制作大电阻的问题。
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