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开关电容滤波器的限制

发布时间:2008-11-18阅读:1134

  (1)噪 声 一个复杂的开关电容滤波器芯片中包含许多电容。为了使这些电容器的绝对值最小,以便保证较小的芯片面积,内部用到的电阻与大多数CM0S集成电路中所用的相比阻值更大。因而,开关电容滤波器的输出噪声比传统的有源滤波器要高。开关电容滤波器产生的噪声有两种类型:时钟馈通和热噪声。开关电容滤波器的时钟通常是工作频率的50或l0O倍,因此在输出端它能很容易地被简单RC滤波器滤除。热噪声位于信号带内,一般比工作信号强度低80dB上。针对最大信噪比进行优化的增益分配可将热噪声最小化。同时还需要对印制电路板的版图和去耦方案进行仔细设计。CMOS开关造成的对片上电容的电荷注人,以及较高的内部阻抗造成开关电容滤波器的直流失调比有源滤波器要高。然而,一些容性耦合结构可用来消除这个问题。

  (2)频率限制 开关电容滤波器有一个受限的性能参数,即中心频率与Q值的乘积。换句活说,越高的中心频率,可实现的Q值越低。对较低的Q值,传统的开关屯容滤波器可工作在上限为200 kHz左右的频率范围内。采用较新的亚微米技术后,工作范围已经被延展到几MHz.

  由于我们处理的是抽样系统,因此会发生混叠效应。如果输入信号的频率高于Fs/2,频谱将发生混叠:其中fs是内部采样频率(一般为截止频率的50或100倍)。如果混叠的频率分量的幅度相当大,则将造成感兴趣的信号不可用。有时可用输人端的RC网络来避免这一现象,尤其是输人信号为渚波成分丰富的矩形脉冲的情况。

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