第6章_开关电容和开关电流网络的分析与设计(放映)

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1、现代电路理论与设计第章第章开关电容和开关电流网络开关电容和开关电流网络的分析与设计的分析与设计第第6章章 开关电容和开关电流网络开关电容和开关电流网络的分析与设计的分析与设计引言引言 本本章章研研究究开开关关电电容容网网络络和和开开关关电电流流网网络络，主主要要研研究究开开关关电电容容滤滤波波器器和和开开关关电电流流滤滤波波器器的的分分析析和和设设计计。开开关关电电容容滤滤波波器器和和开开关关电电流流滤滤波波器器需需要要在在时时域域对对信信号号进进行行取取样样，所所以以属属于于取取样样数数据据滤滤波波器器。但但是是由由于于它它们们所所处处理理的的信信号号没没有有被被量量化化，仍仍然然是是模模拟

2、拟信信号号，所所以以仍仍然然属属于于模模拟拟滤滤波波器器。采采用用开开关关电电容容和和开开关关电电流流技技术术可可以以用用标标准准的的CMOS工工艺艺设设计计和和制制造造高高精精度度、高高质质量量的的集集成成滤滤波波器器，因因而而得得到到了了很很快快的的发发展展，形形成成了了比比较较成成熟熟的的技技术术。但但是是，开开关关电电容容滤滤波波器器和和开开关关电电流流滤滤波波器器因因为为需需要要时时域域取取样样，所所以以有有可可能能产产生生混混叠叠。为为了了避避免免产产生生混混叠叠，这这种种滤滤波波器器取取样样时时钟钟频频率率必必须须为为最最高高工工作作信信号号频频率率的的两两倍倍以以上上，于于是是

3、限限制制了了开开关关电电容容滤滤波波器器和和开关电流滤波器处理高频信号的能力。开关电流滤波器处理高频信号的能力。第第6章章 开关电容和开关电流网络的分析与设计开关电容和开关电流网络的分析与设计时钟脉冲产生电路6.1.1 什么是开关电容网络和开关电流网络什么是开关电容网络和开关电流网络6.1.1 什么是开关电容网络和开关电流网络什么是开关电容网络和开关电流网络 由由电电容容、运运算算放放大大器器和和受受时时钟钟控控制制的的开开关关组组成成的的有有源源网网络络称称为为开开关关电电容容网网络络。开开关关电电容容网网络络简简称称为为SCN或或SC网网络络。在在MOS集集成成电电路路中中，开开关关电电容

4、容是是一一种种技技术术，它它是是实实现现模模拟拟信信号号处处理理的的最最流流行行的的技技术术之之一一。用用开开关关电电容容技技术术实实现现的的滤滤波波器器称称为为开开关关电电容容滤滤波波器器，简简称称为为SCF。SCF是是开开关关电电容容网网络络的的一一个个重重要要应应用用领领域域。用用开开关关电电容容可可以以实实现现低低通通、高高通通、带带通通、带带阻阻、幅幅度度均均衡衡和和相相位位均均衡等各种滤波功能。衡等各种滤波功能。为为了了进进一一步步减减小小芯芯片片的的面面积积并并且且采采用用标标准准的的CMOS工工艺艺，20世世纪纪80年年代代末末在在开开关关电电容容技技术术的的基基础础上上又又发

5、发展展了了一一种种新新的的数数据据取取样样技技术术，这这就就是是开开关关电电流流技技术术。这这种种技技术术依依靠靠MOS管管自自身身的的电电容容而而不不是是外外部部电电容容实实现现信信号号的的存存储储，通通过过开开关关和和电电流流镜镜而而不不是是电电容容对对输输入入信信号号进进行行处处理理和和运运算算，并并以以电电流流而而不不是是电电压压的的形形式式将将信信号号输输出出。用用这这种种技技术术设设计计的的电电路路的的最最大大优优点点就就是是适适合合于于采采用用标标准准的的数数字字CMOS工工艺艺进进行行集集成成，生生产产同同样样功功能能的的电电路路所所需需的的芯芯片片面面积积比比开开关关电电容容

6、电路更小。电路更小。6.1.1 什么是开关电容网络和开关电流网络什么是开关电容网络和开关电流网络6.1.2 为什么要研究开关电容网络为什么要研究开关电容网络和开关电流网络和开关电流网络6.1.2 为什么要研究开关电容网络和开关电流网络为什么要研究开关电容网络和开关电流网络 开开关关电电容容网网络络和和开开关关电电流流网网络络是是适适应应高高质质量量的的集集成成滤滤波波电电路路发发展展的的需需求求而而产产生生的的。早早期期的的滤滤波波器器都都是是用用无无源源RLC电电路路实实现现的的，这这种种滤滤波波器器的的滤滤波波性性能能可可以以做做得得很很好好。但但由由于于无无源源RLC滤滤波波器器中中的的

7、电电感感在在体体积积、重重量量和和线线性性等等方方面面存存在在的的问问题题，限制了无源滤波器的使用范围和进一步的发展。限制了无源滤波器的使用范围和进一步的发展。在在20世世纪纪60年年代代，随随着着集集成成有有源源器器件件和和集集成成运运算算放放大大器器的的发发展展，人人们们开开始始用用有有源源器器件件取取代代RLC滤滤波波器器中中的的电电感感，从从而而产产生生了了有有源源RC滤滤波波器器。有有源源RC滤滤波波器器的的出出现现是是滤滤波波器器领领域域的的一一次次革革命命性性的的变化，使滤波器技术得到了飞速的发展。变化，使滤波器技术得到了飞速的发展。由由于于有有源源RC滤滤波波器器在在体体积积、

8、重重量量和和增增益益方方面面的的明明显显优优点点，使使它它的的应应用用范范围围得得到到了了很很大大的的拓拓展展。特特别别重重要要的的是是，有有源源RC滤滤波波器器的的基基本本原原理理和和一一些些基基本本电电路路仍仍然然是是目目前前实实现现大大规规模模和和超超大大规规模模集集成成电电路路的的基基础础。但但是是，有有源源RC滤滤波波器器在在集集成成实实现现时时遇遇到到很很多多问问题题，主主要要是是：不不便便于于用用MOS工工艺艺直直接接集集成成。有有源源RC滤滤波波器器可可以以用用混混合合集集成成技技术术集集成成，但但这这种种技技术术与与目目前前的的主主流流集集成成技技术术不不兼兼容容。目目前前的

9、的主主流流集集成成工工艺艺是是MOS集集成成工工艺艺。体体积积较较大大，需需占占用用较较大大的的芯芯片片面面积积。在在MOS工工艺艺中中，为为了了不不占占用用过过大大的的芯芯片片面面积积，很很少少能能将将MOS电电容容做做到到大大于于100pF。元元件件的的精精度度不不高高。用用MOS工工艺艺集集成成电电阻阻和和电电容容时时，都都会会有有510的误差。的误差。6.1.2 为什么要研究开关电容网络为什么要研究开关电容网络和开关电流网络和开关电流网络 为为了了克克服服有有源源RC滤滤波波器器存存在在的的缺缺点点，人人们们设设法法在在MOS电电路路中中用用开开关关和和电电容容取取代代电电阻阻。这这就

10、就产产生生了了开开关关电电容容电电路路。这这种种取取代代的的意意义义正正如如20世世纪纪60年年代代用用有有源源器器件件取取代代电电感感一一样样重重要要，它它是是电电路路设设计计和和制制造造中中的的又又一一次次革革命命。用用开开关关和和电电容容取取代代电电阻阻后后，电电路路的的组组成成只只有有MOS开开关关、MOS电电容容和和MOS运运放放，电电路路的的性性能能取取决决定定于于电电容容的的比比值值。经经过过多多年年的的发发展展，开开关关电电容容技技术术已已经经成成为为一一种种很很成成熟熟的的技技术术，它它在在滤滤波波器器中中的的应应用用已已十十分分广广泛泛。开开关关电电容容滤滤波波器器具具有有

11、很很精精确确的的频频率率响响应应、好好的的线线性性和和大大的的动动态态范范围围。这这主主要要是是因因为为开开关关电电容容滤滤波波器器的的精精度度是是由由电电容容的的比比值值决决定定的的，而而集集成成电电路路中中电电容容的的比比值值可可以以做做得得非非常常精精确确。在在稳稳定定的的MOS工工艺艺条条件件下下，虽虽然然电电容容仍仍有有510的的制制造造误误差差，但但电电容容比比值值的的精精度度可可以以做做到到0.010.1。6.1.2 为什么要研究开关电容网络为什么要研究开关电容网络和开关电流网络和开关电流网络 用用开开关关电电容容技技术术可可以以很很方方便便地地实实现现大大电电阻阻。用用开开关关

12、和和电电容容代代替替电电阻阻以以后后，一一个个10M的的电电阻阻可可以以用用一一个个0.1pF的的电电容容和和切切换换频频率率为为100kHz的的开开关关代代替替。用用MOS工工艺艺集集成成实实现现这这样样一一个个等等效效电电阻阻，大大约约需需要要0.01mm2的的芯芯片片面面积积。这这大大约约是是直直接接集集成成这这样样一一个个电电阻阻所所需需芯芯片片面面积积的的不不到到百百分分之之一一。开开关关电电容容滤滤波波器器不不仅仅克克服服了了有有源源RC滤滤波波器器不不便便直直接接集集成成的的主主要要缺缺点点，同同时时还还具具有有MOS电电路路的的许许多优点。因而得到了极其广泛的应用。多优点。因而

13、得到了极其广泛的应用。开开关关电电流流网网络络除除了了具具有有开开关关电电容容网网络络的的优优点点以以外外，用用这这种种技技术术设设计计的的电电路路的的最最大大优优点点就就是是可可以以用用标标准准的的数数字字CMOS工工艺艺而而不不是是MOS工工艺艺进进行行生生产产，而而且且同同样样功功能能的的开开关关电电流流电电路路所所需需的的芯芯片片面面积积比比开开关关电电容容电电路路更更小小，因因而生产成本更低。而生产成本更低。6.1.2 为什么要研究开关电容网络为什么要研究开关电容网络和开关电流网络和开关电流网络6.1.3 开关电容和开关电流滤波器的开关电容和开关电流滤波器的分析与设计方法分析与设计方

14、法6.1.3 开关电容和开关电流滤波器开关电容和开关电流滤波器 的分析与设计方法的分析与设计方法6.1.3 开关电容和开关电流滤波器的分析与设计方法开关电容和开关电流滤波器的分析与设计方法 开开关关电电容容电电路路是是一一种种取取样样数数据据电电路路，它它不不同同于于有有源源RC电电路路。但但是是它它的的基基本本思思想想还还是是基基于于对对有有源源RC电电路路中中电电阻阻R的的替替换换。因因此此，开开关关电电容容和和开开关关电电流流电电路路基基本本的的设设计计方方法法还还是是以以有有源源RC电电路路为基础进行的。为基础进行的。开开关关电电容容和和开开关关电电流流网网络络的的分分析析方方法法与与

15、有有源源RC网网络络的的分分析析方方法法有有很很多多不不同同之之处处。这这主主要要是是由由于于开开关关电电容容和和开开关关电电流流网网络络中中存存在在周周期期开开闭闭的的开开关关，所所以以开开关关电电容容和和开开关关电电流流网网络络的的拓拓扑扑是是随随时时间间而而变变化化的的周周期期时时变变网网络络。因因此此，对对开开关关电电容容和和开开关关电电流流网网络络的的分分析析是是对对周周期期时时变变网网络络的的分分析析。而而这这种种网网络络的的分分析析比比非非时时变变网网络络的的分分析析要要困困难难得得多多。在在需需要要进进行行精精确确分分析析的的场场合合，通通常常采采用用计计算算机机辅辅助助分分析

16、析。这这方方面面有有许许多多新新的的分分析析方方法法，目目前前占占主主流流的的是是改改进进节节点点法法、状状态态变变量量法法和和等等效效电电路路法法等等。在在开开关关电电容容和和开开关关电电流流网网络络的的分分析析中中，对对开开关关电电容容网网络络的的非非理理想想特特性性进进行行分分析析也也是是一一个个重重要要的的研研究究课课题题。这这种种非非理理想想特特性性通通常常包包括括运运放放的的有有限限增增益益和和带带宽宽，开开关关有有限限闭闭合合电电阻等。阻等。6.1.3 开关电容和开关电流滤波器开关电容和开关电流滤波器 的分析与设计方法的分析与设计方法 开开关关电电容容和和开开关关电电流流滤滤波波

17、器器的的主主要要设设计计方方法法有有两两类类：类类是是变变换换设设计计法法，另另一一类类是是直直接接设设计计法法。变变换换设设计计法法就就是是在在原原来来设设计计的的连连续续时时间间滤滤波波器器的的基基础础上上，通通过过一一定定的的变变换换，将将连连续续时时间间滤滤波波器器转转化化为为开开关关电电容容滤滤波波器器。变变换换法法的的优优点点是是简简单单、直直观观。它它的的另另外外一一个个极极其其重重要要的的优优点点就就是是能能够够充充分分应应用用连连续续时时间间滤滤波波器器的的研研究究成成果果来来设设计计取取样样数数据据滤滤波波器器，从从而而大大大大加加快快了了开开关关电电容容滤滤波波器器的的发

18、发展展。直直接接设设计计法法是是直直接接从从滤滤波波器器的的z域域转转移移函函数数出出发发，以以开开关关电电容容双双二二阶阶基基本本电电路路和和各各种种基基本本单单元元电电路路为为基基础础，通通过过级级联联法法、信信号号流流图图等等方方法法直直接接综综合合z域域转转移移函函数数，得得到到所所需需要要的的开开关关电电容容滤滤波波器器。开开关关电电容容和和开开关关电电流流电电路路处处理理的的是是离离散散时时间间信信号号，所所以以，这种电路的分析与设计一般都在这种电路的分析与设计一般都在z域进行。域进行。6.1.3 开关电容和开关电流滤波器开关电容和开关电流滤波器 的分析与设计方法的分析与设计方法6

19、.1.4 开关电容和开关电流网络的应用开关电容和开关电流网络的应用6.1.4 开关电容和开关电流网络的应用开关电容和开关电流网络的应用 开开关关电电容容和和开开关关电电流流网网络络的的应应用用主主要要分分为为滤滤波波领领域域的的应应用用和和非非滤滤波波领领域域的的应应用用两两类类。其其中中最最重重要要应应用用领领域域就就是是开开关关电电容容和和开开关关电电流流滤滤波波器器。除除实实现现滤滤波波功功能能外外，开开关关电电容容和和开开关关电电流流网网络络在在非非滤滤波波领领域域也也获获得得到到了了广广泛泛的的应应用用。主主要要有有：开开关关电电容容和和开开关关电电流流A/D转转换换器器、D/A转转

20、换换器器、振振荡荡器器、放放大大器器、调调制制器器和和锁锁相相环环等等多多种种非非滤滤波波电电路路。目目前前，凡凡是是使使用用有有源源RC技技术术的的场场合合均均可可以以用用开开关电容和开关电流技术实现。关电容和开关电流技术实现。6.2 开关电容等效电阻的原理开关电容等效电阻的原理6.2 开关电容等效电阻的原理开关电容等效电阻的原理 开开关关电电容容网网络络是是由由受受时时钟钟控控制制的的开开关关、电电容容以以及及运运算算放放大大器器组组成成的的网网络络。其其核核心心是是用用开开关关和和电电容容组组成成的的等等效效电电阻阻去去替替代代实实际际的的电电阻阻。本本节主要研究开关电容等效电阻的原理。

21、节主要研究开关电容等效电阻的原理。6.2.1 开关电容并联等效电阻电路开关电容并联等效电阻电路6.2.1 开关电容并联等效电阻电路开关电容并联等效电阻电路1.开关电容并联等效电阻电路开关电容并联等效电阻电路 用用开开关关和和电电容容组组成成的的与与一一个个实实际际电电阻阻等等效效的的电电路路称称为为开开关关电电容容等等效效电电阻阻电电路路。开开关关电电容容等等效效电电阻阻电电路路有有多多种种形形式式，我我们们首首先先讨讨论论开开关关电电容容并并联联等等效效电电阻阻电电路路。它它的的基基本本电电路路和和等等效效关关系系如如下下图图(a)和和图图(b)所所示示。它它的的实实际际电电路路如如图图(c

22、)所所示示。图图中中，两两个个开开关关K1和和K2在在实实际际电电路路中中是是两两个个由由时钟脉冲时钟脉冲1和和2控制的控制的MOS管管T1、T2实现的。实现的。6.2.1 开关电容并联等效电阻电路开关电容并联等效电阻电路K1K2 CV1 V212(a)(b)V1T1T21 CV222VonVoffVonVoff t/T t/TT1(c)(d)开关电容并联等效电阻电路开关电容并联等效电阻电路6.2.1 开关电容并联等效电阻电路开关电容并联等效电阻电路 在在开开关关电电容容电电路路中中，对对两两个个时时钟钟脉脉冲冲1和和2是是有一定要求的。有一定要求的。（1）两两个个时时钟钟脉脉冲冲的的频频率率

23、相相同同，但但不不能能有有重重叠叠。这这样样的的两两个个脉脉冲冲称称为为两两相相脉脉冲冲。要要求求两两相相脉脉冲冲不不能能有有重重叠叠，是是为为了了保保证证在在任任何何情情况况下下都都不不会会使使图图中中的的两两个个管管子子T1和和T2同同时时导导通通。为为了了保保证证两两相相脉脉冲冲不不重重叠叠，脉脉冲冲的的占占空空比比一一般般小小于于或或等等于于50。在在以以后后对对开开关关电电容容电电路路的的分分析析中中，为为了了方方便便，都都选选占占空空比比等等于于50的的时时钟钟脉脉冲冲进进行行分分析析。占占空空比比等等于于50的的两两相相时时钟钟脉脉冲冲1和和2的的波波形形如如上上图图(d)所示。

24、所示。6.2.1 开关电容并联等效电阻电路开关电容并联等效电阻电路 （2）时时钟钟脉脉冲冲的的频频率率主主要要由由开开关关电电容容电电路路的的精精度度要要求求来来决决定定，但但是是受受到到电电路路中中运运算算放放大大器器的的建建立立 时时 间间 和和 其其 他他 因因 素素 的的 限限 制制，一一 般般 为为 8kHz至至256kHz。有有些些高高速速运运算算放放大大器器的的建建立立时时间间可可达达微微秒秒数数量量级级，在在这这种种开开关关电电容容电电路路中中，开开关关频频率率可可以以取取1MHz以以上上。不不过过，随随着着时时钟钟频频率率的的提提高高，开开关关电电容容电电路路中中的的电电容容

25、比比值值增增大大，电电容容所所需需的的芯芯片片面面积积也也随随之之增增大大。因因此此，时时钟钟频频率率不不宜宜选选得得太太高，只要能使电路的性能指标达到要求就可以了。高，只要能使电路的性能指标达到要求就可以了。（3）时时钟钟脉脉冲冲的的幅幅度度要要达达到到MOS开开关关管管T1、T2所需驱动电压的要求，一般要求大于所需驱动电压的要求，一般要求大于1伏。伏。6.2.1 开关电容并联等效电阻电路开关电容并联等效电阻电路（4）时时钟钟脉脉冲冲一一般般以以时时间间t为为横横坐坐标标来来标标定定，有有时时以以时时间间t对对时时钟钟周周期期T的的归归一一化化值值t/T来来标标定定。在在上上图图(d)中中，

26、时时钟钟脉脉冲冲的的横横坐坐标标就就是是采采用用这这种种方方法法标标记记的的。为为了了方方便便，取取样样数数为为整整数数，如如1为为高高电电平平的的时时间间标标记记为为(n2)，(n1)，(n)，(n+1)等等。标标定定为为(n1)处处，对对应应的的时时间间为为t(n1)T。2和和1差差半半个个周周期期，2为为高高电电平平的的时时间间标记为标记为(n3/2)，(n1/2)，(n1/2)等。等。（5）在在具具体体分分析析开开关关电电容容电电路路时时，初初始始时时刻刻的的选选择择都都是是根根据据实实际际需需要要，以以便便于于分分析析为为原原则则。不不同的电路，可以选择不同的初始时刻进行分析。同的电

27、路，可以选择不同的初始时刻进行分析。6.2.1 开关电容并联等效电阻电路开关电容并联等效电阻电路K1K2 CV1 V212(a)(b)V1T1T21 CV222VonVoffVonVoff t/T t/TT1(c)(d)开关电容并联等效电阻电路开关电容并联等效电阻电路6.2.1 开关电容并联等效电阻电路开关电容并联等效电阻电路2.开关电容并联等效电阻的原理分析开关电容并联等效电阻的原理分析(1)在在上上图图(c)中中，设设初初始始时时刻刻为为t=(n1)T。这这时时1为为高高电电平平，2为为低低电电平平；MOS管管T1导导通通，T2截截止止；电电压压V1通通过过MOS管管T1给给电电容容C充充

28、电电。C中中的电荷为的电荷为CV1。(2)在在t=nT时时刻刻，1为为低低电电平平，2为为高高电电平平。这这时时MOS管管T2导导通通，T1截截止止。电电容容C通通过过MOS管管T2放电，放电，C中的电荷为中的电荷为CV2。(3)在在从从t=(n1)T到到t=nT的的一一个个时时钟钟周周期期T内内，由由V1端向端向V2端传送的电荷为：端传送的电荷为：6.2.1 开关电容并联等效电阻电路开关电容并联等效电阻电路若定义平均电流若定义平均电流 为一个周期为一个周期T内流动的电荷内流动的电荷Q则有：则有：(4)从从上上式式可可以以看看出出，V1和和V2之之间间的的伏伏安安关关系系可可以以等等效效为为一

29、一个个电电阻阻，其其等等效效电电阻阻如如上上图图(b)所所示示。等效电阻的阻值为：等效电阻的阻值为：上上式式中中，fc是是用用来来控控制制开开关关的的时时钟钟脉脉冲冲的的频频率率。在在该该电电路路中中，由由于于电电容容C和和电电路路的的输输出出端端是是并并联联的的，所所以以称称为为开开关关电电容容并并联联等等效效电电阻阻电电路路。从从上上式式可可以以看看出出，开开关关电电容容等等效效电电阻阻Req的的大大小小与与电电容容值和时钟频率成反比。值和时钟频率成反比。6.2.1 开关电容并联等效电阻电路开关电容并联等效电阻电路例例6.1 在在上上图图中中，若若电电容容C=10pF，时时钟钟频频率率fC

30、=100kHz，求等效电阻。，求等效电阻。解：解：这这就就是是说说，如如果果电电容容取取10pF，时时钟钟频频率率取取100kHz，上上图图所所示示的的电电路路就就等等效效于于一一个个阻阻值值为为1M的电阻。的电阻。在在以以上上的的分分析析过过程程中中，我我们们假假设设电电压压V1和和V2在在开开关关导导通通时时是是不不变变的的。实实际际上上只只要要时时钟钟频频率率远远大大于信号频率，这个假设就可以基本满足。于信号频率，这个假设就可以基本满足。6.2.1 开关电容并联等效电阻电路开关电容并联等效电阻电路 只只有有满满足足这这个个假假设设条条件件，开开关关电电容容电电路路中中的的电电荷荷传传输输

31、过过程程就就好好象象是是连连续续的的，电电荷荷传传输输的的过过程程才才能由能由V1和和V2之间流过的连续电流之间流过的连续电流 来模拟。来模拟。从从原原理理上上来来讲讲，这这个个电电流流也也可可以以通通过过在在V1和和V2之之间间接接入入一一个个实实际际的的电电阻阻R来来产产生生。因因此此，上上图图(c)所所示示的的开开关关电电容容电电路路在在V1和和V2之之间间传传输输电电荷荷的的效效果果和和在在V1和和V2之之间间接接入入一一个个实实际际的的电电阻阻R是是等等效效的的。也也就就是是说说，开开关关电电容容电电路路可可以以用用来来实实现现一一个电阻的功能。这就是开关电容等效电阻的原理。个电阻的

32、功能。这就是开关电容等效电阻的原理。6.2.1 开关电容并联等效电阻电路开关电容并联等效电阻电路 用用开开关关和和电电容容构构成成的的电电路路取取代代电电阻阻，其其原原理理和和电电路路都都很很简简单单，但但其其意意义义却却非非常常重重大大。它它使使我我们们从从传传统统的的模模拟拟电电阻阻的的概概念念下下解解放放出出来来，能能够够利利用用取取样样数数据据系系统统的的等等效效电电阻阻来来实实现现一一个个实实际际的的模模拟拟电电阻阻的的功功能能，从从而而使使滤滤波波器器的的集集成成实实现成为可能。现成为可能。除除了了前前面面讨讨论论的的开开关关电电容容并并联联等等效效电电阻阻电电路路外外，下下面面再

33、再讨讨论论三三种种常常用用的的开开关关电电容容等等效效电电阻阻电路。电路。6.2.2 开关电容串联等效电阻电路开关电容串联等效电阻电路6.2.2 开关电容串联等效电阻电路开关电容串联等效电阻电路6.2.2 开关电容串联等效电阻电路开关电容串联等效电阻电路 开关电容串联等效电阻电路如下图所示。开关电容串联等效电阻电路如下图所示。V1T1CT2 V2t1t2t1+T126.2.2 开关电容串联等效电阻电路开关电容串联等效电阻电路 求求等等效效电电阻阻的的方方法法和和前前面面一一样样，可可通通过过以以下下几几步求得：步求得：通通过过电电容容的的充充电电回回路路和和放放电电回回路路，求求电电容容中中的

34、电荷变化量的电荷变化量 设设初初始始时时刻刻为为t1，这这时时1为为高高电电平平，2为为低低电电平平。在在这这两两个个信信号号的的作作用用下下，MOS管管T1导导通通，T2截截止止。电电压压V1通通过过MOS管管T1给给电电容容C充充电电。C中中的的电电荷荷为：为：在在t2时时刻刻，MOS管管T2导导通通，T1截截止止。电电容容C通通过过MOS管管T2放电。放电。C中的电荷为：中的电荷为：6.2.2 开关电容串联等效电阻电路开关电容串联等效电阻电路电荷变化量为：电荷变化量为：求通过电容的平均电流求通过电容的平均电流 对该电路而言，在一个时钟周期内，对该电路而言，在一个时钟周期内，平均电流平均电

35、流 为：为：根据欧姆定律求等效电阻的阻值根据欧姆定律求等效电阻的阻值 从从上上式式可可以以看看出出，V1和和V2之之间间等等效效电电阻阻的的阻阻值值为：为：在在该该电电路路中中，由由于于电电容容C和和电电路路的的输输出出端端是是串串联的，所以称为开关电容串联等效电阻电路。联的，所以称为开关电容串联等效电阻电路。6.2.3 寄生电容不敏感的开关电容寄生电容不敏感的开关电容串联等效电阻电路串联等效电阻电路6.2.3 寄生电容不敏感的开关电容串联寄生电容不敏感的开关电容串联等效电阻电路等效电阻电路6.2.3 寄生电容不敏感的开关电容串联等效电阻电路寄生电容不敏感的开关电容串联等效电阻电路 寄寄生生电

36、电容容不不敏敏感感的的开开关关电电容容串串连连等等效效电电阻阻电电路路如如下下图图(a)所所示示。该该电电路路由由四四个个开开关关和和一一个个电电容容组成。下面分析它的工作原理。组成。下面分析它的工作原理。V111211t1t2t1+T2T1CT2V2 T3T4 22V1T1CT2V2 T3T4 12(a)(b)(c)6.2.3 寄生电容不敏感的开关电容串联寄生电容不敏感的开关电容串联等效电阻电路等效电阻电路 在在t1时时刻刻，时时钟钟1为为高高电电平平，MOS管管T1、T2闭闭合，合，C被充电到被充电到 在在t2时时刻刻，时时钟钟2为为高高电电平平，MOS管管T2、T4导导通通，T1、T3截

37、截止止。电电容容C通通过过MOS管管T2放放电电。C中的电荷为：中的电荷为：这样在一个时钟周期内，这样在一个时钟周期内，平均电流平均电流 为：为：从从上上式式可可以以看看出出，V1和和V2之之间间等等效效电电阻阻的的阻阻值值为：为：6.2.3 寄生电容不敏感的开关电容串联寄生电容不敏感的开关电容串联等效电阻电路等效电阻电路 上上图图(b)的的电电路路与与图图(a)电电路路的的结结构构是是一一样样的的。不不过过，两两个个电电路路时时钟钟的的配配置置不不同同。这这两两个个电电路路所所实实现现的的开开关关电电容容等等效效电电阻阻的的阻阻值值的的大大小小也也是是一一样样的的。只只不不过过图图(b)所所

38、实实现现的的开开关关电电容容等等效效电电阻阻是是负负电电阻阻，即即R=1/(fcC)。在在开开关关电电容容网网络络设设计计中中经经常常用用改改换换时时钟钟配配置置的的方方法法来来实实现现不不同同功功能能的的电电路。路。上上图图所所示示的的开开关关电电容容电电路路的的一一个个最最大大优优点点是是它它对对电电路路中中的的寄寄生生电电容容不不敏敏感感。这这对对于于设设计计高高精精度度的的滤滤波波器器是是非非常常重重要要的的。有有关关这这方方面面的的内内容容还还要要在后面进行讨论。在后面进行讨论。6.2.4 开关电容双线性等效电阻电路开关电容双线性等效电阻电路6.2.4 开关电容双线性等效电阻电路开关

39、电容双线性等效电阻电路6.2.4 开关电容双线性等效电阻电路开关电容双线性等效电阻电路 开开关关电电容容双双线线性性等等效效电电阻阻电电路路如如下下图图所所示示，该该电路也是由四个开关和一个电容组成的。电路也是由四个开关和一个电容组成的。1V1T1T2C1 T3T4V21t1t2t1+T22 2 上上图图的的电电路路中中，在在t1时时刻刻，时时钟钟1为为高高电电平平，2为为低低电电平平，MOS开开关关管管T1、T4导导通通，T2、T3截止。截止。C被充电，被充电，电荷为：电荷为：6.2.4 开关电容双线性等效电阻电路开关电容双线性等效电阻电路 在在t2时时刻刻，时时钟钟1为为高高电电平平，2为

40、为低低电电平平，MOS管管T2、T3导导通通，T1、T4截截止止。电电容容C先先通通过过MOS管管T2、T3放放电电，然然后后接接着着反反向向充充电电。C中中的的电荷为反向充电电荷，其值为：电荷为反向充电电荷，其值为：这样在一个时钟周期内，这样在一个时钟周期内，平均电流平均电流 为：为：从从上上式式可可以以看看出出，V1和和V2之之间间的的等等效效电电阻阻阻阻值值为：为：6.3 开关电容积分器开关电容积分器6.3.1 有源有源RC积分器和开关电容积分器积分器和开关电容积分器6.3.1 有源有源RC积分器和开关电容积分器积分器和开关电容积分器6.3.1 有源有源RC积分器和开关电容积分器积分器和

41、开关电容积分器 有有源源RC积积分分器器是是实实现现有有源源滤滤波波器器最最基基本本的的功功能能块块。同同样样，开开关关电电容容积积分分器器是是实实现现开开关关电电容容滤滤波波器器最最基基本本的的功功能能块块。在在讨讨论论了了开开关关电电容容（SC）等等效效电电阻阻电电路路以以后后，自自然然要要研研究究开开关关电电容容积积分分器器。实实现现开开关关电电容容积积分分器器的的具具体体方方法法是是将将有有源源RC积积分分器器中中的的电电阻阻R用用开开关关电电容容等等效效电电阻阻取取代代，就就可可以以得到开关电容积分器。得到开关电容积分器。下下图图(a)是是一一个个有有源源RC反反相相积积分分器器，下

42、下图图(b)就就是是用用开开关关电电容容并并联联等等效效电电阻阻实实现现的的一一个个开开关关电电容容反反相相积积分分器器。两两相相开开关关驱驱动动脉脉冲冲1和和2采采用用图图(c)所示的脉冲。所示的脉冲。电电路路输输出出端端的的右右边边多多画画了了一一个个1相相开开关关，表表明明这这个个积积分分器器后后面面所所接接的的电电路路在在1相相脉脉冲冲时时对对积积分分器器的的输输出出电电压压Vout取取样样，我我们们称称这这样样的的电电路路是是在在1相脉冲时输出。相脉冲时输出。C2R1Vin+VoutC2 T1 T21 C1Vin2+Vout1（a）有源）有源RC积分器积分器(b)开关电容积分器开关电

43、容积分器 上上图图(a)所所示示的的有有源源RC反反相相积积分分器器电电路路输输入入和和输出之间的关系为：输出之间的关系为：6.3.1 有源有源RC积分器和开关电容积分器积分器和开关电容积分器 对上式进行对上式进行Laplace变换得：变换得：求得电路的转移函数为：求得电路的转移函数为：将将上上图图(a)所所示示的的有有源源RC反反相相积积分分器器中中的的电电阻阻R1用用开开关关电电容容等等效效电电阻阻替替换换，所所得得到到的的电电路路如如上上图图(b)所所示示。为为了了求求该该电电路路的的s域域转转移移函函数数，将将开开关关电电容容等等效效电电阻阻值值代代入入上上式式得得到到上上图图(b)所

44、所示示该该电路的转移函数为：电路的转移函数为：6.3.1 有源有源RC积分器和开关电容积分器积分器和开关电容积分器 为为了了求求开开关关电电容容积积分分器器的的频频域域转转移移函函数数，以以s=j代入上式，得：代入上式，得：(n+1/2)Tt=nT(n+1)T12(n+3/2)T(n+2)T(c)开关驱动脉冲开关驱动脉冲6.3.1 有源有源RC积分器和开关电容积分器积分器和开关电容积分器 从从上上式式可可以以看看出出，将将上上图图(a)所所示示的的有有源源RC反反相相积积分分器器中中的的电电阻阻R1用用开开关关电电容容等等效效电电阻阻替替换换，所所得得到到的的电电路路就就是是一一个个开开关关电

45、电容容反反相相积积分分器器。当当时时钟钟频频率率fc一一定定时时，开开关关电电容容积积分分器器转转移移函函数数仅仅是是电电容容比比C1/C2的的函函数数。由由于于开开关关电电容容等等效效电电阻阻仅仅是是一一个个近近似似的的关关系系，所所以以，上上式式所所示示的的开开关关电电容容积积分分器器s域域的的转转移移函函数数也也只只是是一一个个近近似似的的转转移移函函数数。要要得得到到该该积积分分器器精精确确的的转转移移函函数数，需需要要研研究究电电路路中中所所发发生生的的物物理理过过程程，根根据据电电路路中中的的电电荷荷平衡关系求出转移函数。平衡关系求出转移函数。6.3.1 有源有源RC积分器和开关电

46、容积分器积分器和开关电容积分器6.3.2 开关电容积分器的开关电容积分器的z域转移函数域转移函数6.3.2 开关电容积分器的开关电容积分器的z域转移函数域转移函数6.3.2 开关电容积分器的开关电容积分器的z域转移函数域转移函数 下下面面以以上上图图(b)的的开开关关电电容容反反相相积积分分器器为为例例，通通过过研研究究电电路路中中所所发发生生的的物物理理过过程程，从从电电荷荷守守恒恒原原理出发，推导出该积分器精确的转移函数。理出发，推导出该积分器精确的转移函数。分分析析条条件件：在在以以下下讨讨论论中中，均均假假设设电电路路中中的的运运放放和和开开关关都都是是理理想想的的。也也就就是是假假设

47、设电电路路中中开开关关导导通通时时的的电电阻阻为为0，因因此此电电容容的的充充放放电电过过程程都都是是在在开开关导通的瞬间完成的。关导通的瞬间完成的。分分析析方方法法：设设初初始始时时刻刻电电容容C1、C2上上的的电电压压为为零零，初初始始电电荷荷为为零零，开开关关脉脉冲冲的的周周期期为为T。由由于于电电路路的的状状态态每每间间隔隔T/2变变化化一一次次，我我们们每每间间隔隔T/2分析一次电路的工作状态。分析一次电路的工作状态。6.3.2 开关电容积分器的开关电容积分器的z域转移函数域转移函数 当当t=nT时时，1为为高高电电平平，2为为低低电电平平。1使使T1导导通通，2使使T2截截止止。输

48、输入入电电压压Vin通通过过T1对对电电容容C1充充电电，而而运运算算放放大大器器被被隔隔离离。此此时时的的等等效效电电路路图图如下图所示。如下图所示。C2 T1 T2 C1Vin(nT)+Vout(nT)电路的输出电压为电路的输出电压为6.3.2 开关电容积分器的开关电容积分器的z域转移函数域转移函数 经经过过半半个个时时钟钟周周期期之之后后，在在t=(n+1/2)T时时刻刻，1为为低低电电平平，2为为高高电电平平。1使使T1截截止止，2使使T2导导通通，C1与与运运放放的的反反相相输输入入端端相相连连通通。由由于于运运放放的的反反相相输输入入端端为为虚虚地地，C1经经运运放放的的虚虚地地端

49、端放放电电。此时的等效电路图如下图所示。此时的等效电路图如下图所示。C2 T1 T2 C1Vin（nT+T/2）+Vout（nT+T/2）6.3.2 开关电容积分器的开关电容积分器的z域转移函数域转移函数 由由于于理理想想运运放放的的输输入入电电流流为为零零，所所以以C1的的放放电电电电流流就就流流过过C2。由由于于电电路路中中的的电电阻阻为为零零，于于是是电电容容C1的的电电荷荷瞬瞬间间传传给给电电容容C2。也也就就是是说说，C2中中现现在在的的电电荷荷C2Vout(n+1/2)T是是C2中中原原来来的的电电荷荷与与C1中中原原来来的的电电荷荷之之代代数数和和C2Vout(nT)C1Vin(

50、nT)。在在2的高电平结束时的电荷关系可表示为：的高电平结束时的电荷关系可表示为：需需要要注注意意的的是是，当当输输入入电电压压Vin为为正正时时就就会会在在C2两两端端产产生生一一个个负负的的电电压压。所所以以，C2中中原原来来的的电电荷荷与与C1中的电荷是相减的。中的电荷是相减的。6.3.2 开关电容积分器的开关电容积分器的z域转移函数域转移函数 由由于于t=nT时时电电路路的的输输出出电电压压Vout(nT)=0，所所以以C2中的实际电荷为：中的实际电荷为：电路的输出电压为：电路的输出电压为：由由上上式式的的差差分分方方程程可可以以看看出出，该该电电路路是是一一个个积积分分器器。式式中中

51、的的负负号号表表示示该该积积分分器器是是一一个个反反相相积积分分器。器。6.3.2 开关电容积分器的开关电容积分器的z域转移函数域转移函数 再再经经过过半半个个时时钟钟周周期期之之后后，从从t=(n+1)T时时刻刻开开始始，电电路路重重复复以以前前的的工工作作过过程程。所所不不同同的的是是，电电容容C1上的初始电压不再为零。具体过程是：上的初始电压不再为零。具体过程是：1使使T1再再一一次次导导通通，C1充充电电。2使使T2再再一一次次截截止止。一一旦旦2使使T2再再一一次次截截止止，C2中中的的电电荷荷就就保保持持不不变变直直到到下下一一个个周周期期2再再次次上上升升为为高高电电平平。所所以

52、以，在在 t=(n+1)T时时，C2中中 的的 电电 荷荷 C2Vout(n+1)T与与(n+1/2)T时时刻刻C2中中的的电电荷荷C2Vout(n+1/2)T相相等等，没有电荷传给没有电荷传给C2，即：，即：6.3.2 开关电容积分器的开关电容积分器的z域转移函数域转移函数于是有：于是有：将将上上式式两两端端同同除除以以C2，并并使使用用离离散散时时间间变变量量Vi(n)=Vin(nT)和和Vo(n)=Vout(nT)，可可得得到到6.3.1中中图图(b)所示开关电容积分器电路的电压关系为：所示开关电容积分器电路的电压关系为：对上式取拉氏变换得：对上式取拉氏变换得：可得到开关电容积分器电路的

53、可得到开关电容积分器电路的Z域转换函数为：域转换函数为：6.3.2 开关电容积分器的开关电容积分器的z域转移函数域转移函数 一一般般情情况况下下，转转移移函函数数z的的负负幂幂都都要要消消去去，因因此，上式通常表示为：此，上式通常表示为：由由上上面面的的分分析析可可知知，该该电电路路总总是是在在1为为高高电电平平时时对对输输入入电电压压Vin取取样样，输输出出电电压压Vout 也也在在1为为高高电电平平时时输输出出。输输入入电电压压Vin经经过过一一个个时时钟钟周周期期后后传传到到输输出出端端。其其中中，转转移移函函数数H的的上上标标 11表表示示电电路路的输入在的输入在1控制时取样，在控制时

54、取样，在1控制时输出。控制时输出。6.3.2 开关电容积分器的开关电容积分器的z域转移函数域转移函数 需需要要注注意意的的是是，当当输输入入电电压压为为Vin为为正正时时，就就在在C2两两端端产产生生一一个个负负的的电电压压，从从而而使使积积分分器器产产生生一一个个负负的的输输出出。所所以以，该该积积分分器器是是一一个个反反相相积积分分器器。上上式式中中的的负负号号就就说说明明该该积积分分器器是是一一个个反反相相积积分分器器。积分器的增益为积分器的增益为C1/C2。如如果果电电路路在在2为为高高电电平平时时输输出出，则则输输入入电电压压Vin经过半个时钟周期后传到输出端。电路的输出为：经过半个

55、时钟周期后传到输出端。电路的输出为：电路在电路在2为高电平时输出的转移函数为：为高电平时输出的转移函数为：6.3.2 开关电容积分器的开关电容积分器的z域转移函数域转移函数 需需要要注注意意的的是是，当当输输入入电电压压Vin为为正正时时，就就在在C2两两端端产产生生一一个个负负的的电电压压，从从而而使使积积分分器器产产生生一一个个负负的的输输出出。所所以以，该该积积分分器器是是一一个个反反相相积积分分器器。上上式式中中的的负负号号就就说说明明该该积积分分器器是是一一个个反反相相积积分分器器。积积分分器器的增益为的增益为C1/C2。如如果果电电路路在在2为为高高电电平平时时输输出出，则则输输入

56、入电电压压Vin经经过半个时钟周期后传到输出端。电路的输出为：过半个时钟周期后传到输出端。电路的输出为：电路在电路在2为高电平时输出的转移函数为：为高电平时输出的转移函数为：其其中中，上上标标 21表表示示电电路路的的输输入入在在1为为高高电电平平时时取取样，在样，在2相为高电平时输出。相为高电平时输出。6.3.2 开关电容积分器的开关电容积分器的z域转移函数域转移函数 设设电电路路的的输输入入电电压压为为1V，输输出出在在2相相取取样样，则则电路的输出波形如下图所示：电路的输出波形如下图所示：t=nT(n+1)T(n+1/2)T(n+3/2)T(n+2)TVinVout1Vtt00有 源 R

57、C积 分器的理想积分曲线开关电容积分器的积分曲线6.3.3 开关电容积分器的频域转移函数开关电容积分器的频域转移函数6.3.3 开关电容积分器的频域转移函数开关电容积分器的频域转移函数6.3.3 开关电容积分器的频域转移函数开关电容积分器的频域转移函数 令令z=eT，可可以以得得到到相相应应的的开开关关电电容容积积分分器器的的频频域转移函数为：域转移函数为：6.3.3 开关电容积分器的频域转移函数开关电容积分器的频域转移函数 在在1时时，电电 路路 具具 有有 放放 大大 的的 作作 用用；当当(C1/CA)1时时，电电路路具具有有衰衰减减信信号号的的作作用用。其其输输出出为：为：6.5 开关

58、电容积分器的信号流图分析开关电容积分器的信号流图分析 当当Vi2(z)单单独独作作为为输输入入信信号号而而其其他他两两个个输输入入信信号号Vi1(z)和和Vi3(z)都都为为零零时时，该该电电路路的的输输入入输输出出的关系为同相积分器。其输出为：的关系为同相积分器。其输出为：当当Vi3(z)单单独独作作为为输输入入信信号号而而其其他他两两个个输输入入信信号号Vi1(z)和和Vi2(z)都都为为零零时时，该该电电路路的的输输入入输输出出的关系为反相积分器。其输出为：的关系为反相积分器。其输出为：因因为为电电路路的的右右端端有有一一个个1相相的的开开关关T5，所所以以以以上三个输出都在上三个输出都

59、在1为高电平时取样。为高电平时取样。6.5 开关电容积分器的信号流图分析开关电容积分器的信号流图分析 根根据据上上述述三三式式，利利用用叠叠加加原原理理可可得得上上图图电电路路的的输出电压输出电压V0(z)为：为：该式的电压关系可以利用下图的信号流图表示。该式的电压关系可以利用下图的信号流图表示。+6.5 开关电容积分器的信号流图分析开关电容积分器的信号流图分析 可可以以看看出出，电电路路中中与与运运放放有有关关的的部部分分在在信信号号流流图图中中用用方方框框图图(1/CA)1/(1z-1)表表示示。电电路路的的三三个个不不同同输输入入支支路路在在信信号号流流图图中中用用三三个个不不同同的的因

60、因子子表表示示。对对于于包包含含电电容容C1的的输输入入支支路路，其其增增益益因因子子为为C1(1z-1)。对对于于有有延延迟迟的的开开关关电电容容C2输输入入支支路路，其其增增益益因因子子为为C2z-1。对对于于没没有有延延迟迟的的开开关关电容电容C3输入支路，其增益因子为输入支路，其增益因子为C3。一一般般情情况况下下，转转移移函函数数z的的负负幂幂都都要要消消去去，因因此此，上式的转移函数通常写成以下形式：上式的转移函数通常写成以下形式：6.5 开关电容积分器的信号流图分析开关电容积分器的信号流图分析 上上图图是是开开关关电电容容的的典典型型电电路路。根根据据上上述述的的电电路路图图和和

61、信信号号流流图图以以及及上上述述式式子子的的对对应应关关系系，就就可可以以不不用用写写电电荷荷平平衡衡方方程程，直直接接写写出出相相应应电电路路的的转转移移函数，以简化对一般的开关电容电路进行分析。函数，以简化对一般的开关电容电路进行分析。例例6.3 求下图所示电路的转移函数。求下图所示电路的转移函数。1 1 +C3 VoVi 1 T1 T22 2 C1 T3 T4 T5 T62 2 T7 T8 C2 16.5 开关电容积分器的信号流图分析开关电容积分器的信号流图分析 解解：我我们们可可以以把把该该电电路路看看成成是是一一个个具具有有两两输输入入端端的的积积分分器器：第第一一个个输输入入是是V

62、i，它它通通过过开开关关电电容容C1加加到到运运放放的的反反相相输输入入端端；第第二二个个输输入入是是Vo，它它通通过过开开关关电电容容C2加加到到运运放放的的反反相相输输入入端端。根根据据该该电电路路和和上上述述的的信信号号流流图图以以及及上上述述转转移移函函数数表表达达式式的对应关系，就可以得到该电路的输出为：的对应关系，就可以得到该电路的输出为：合并合并Vo项，项，可以求得该电路的转移函数为：可以求得该电路的转移函数为：6.5 开关电容积分器的信号流图分析开关电容积分器的信号流图分析 由由此此可可以以看看出出，该该电电路路是是一一个个反反相相阻阻尼尼积积分分器器电电路路。其其中中，(C2

63、/C3)是是阻阻尼尼项项。从从电电路路结结构构看看，由由于于该该电电路路的的输输入入支支路路和和反反馈馈支支路路中中的的开开关关电电容容电电路路都都产产生生等等效效的的正正电电阻阻，它它们们和和运运算算放放大大器器以及电容一起组成反相阻尼积分器电路。以及电容一起组成反相阻尼积分器电路。6.9 开关电流滤波器简介开关电流滤波器简介6.9 开关电流滤波器简介开关电流滤波器简介6.9 开关电流滤波器简介开关电流滤波器简介 目目前前，开开关关电电容容技技术术是是全全集集成成模模拟拟电电路路单单片片实实现现的的主主要要技技术术。开开关关电电容容电电路路最最基基本本的的原原理理是是以以电电压压取取样样值值

64、表表示示信信号号，通通过过受受脉脉冲冲控控制制的的开开关关的的动动作作使使电电路路中中的的电电荷荷在在两两个个电电容容之之间间移移动动。开开关关电电容容电电路路有有两两个个主主要要的的缺缺点点：一一是是需需要要线线性性电电容容，特特别别是是很很多多电电路路需需要要浮浮地地线线性性电电容容。这这种种电电容容很很难难用用标标准准的的数数字字CMOS工工艺艺实实现现，这这就就增增加加了了电电路路的的成成本本。另另一一个个缺缺点点是是，开开关关电电容容电电路路属属于于电电压压模模式式电电路路，当当电电源源电电压压降降低低时时，输输出出信信号号的的动动态范围会减小。态范围会减小。6.9 开关电流滤波器简

65、介开关电流滤波器简介 1989年年，Hughes等等人人提提出出了了开开关关电电流流（SI）技技术术。开开关关电电流流电电路路最最基基本本的的原原理理是是以以电电流流取取样样值值表表示示信信号号，通通过过受受脉脉冲冲控控制制的的开开关关的的动动作作使使电电路路中中的的电电荷荷在在两两个个场场效效应应的的栅栅极极电电容容之之间间移移动动。和和开关电容技术相比，开关电流技术有四个优点。开关电容技术相比，开关电流技术有四个优点。第第一一，不不需需要要线线性性电电容容。开开关关电电流流技技术术利利用用MOS场场效效应应管管的的栅栅源源之之间间的的非非线线性性电电容容存存储储信信息息，就就能能够够完完成

66、成精精确确的的模模拟拟采采样样数数据据信信号号的的处处理理功功能能。由由于于这这种种电电路路中中的的主主要要元元件件是是MOS场场效效应应管管，因因而而只只要要采采用用标标准准的的CMOS工工艺艺就就可可使使这这种种电电路路集集成实现。这种技术也称为电流复制技术。成实现。这种技术也称为电流复制技术。6.9 开关电流滤波器简介开关电流滤波器简介 第第二二，电电路路简简单单，功功耗耗低低，速速度度快快。开开关关电电流流技技术术不不需需要要MOS运运算算放放大大器器，主主要要采采用用电电流流镜镜来来处处理理信信号号，因因而而电电路路比比较较简简单单。在在开开关关电电流流电电路路中中使使用用的的电电容容器器的的容容量量一一般般很很小小，因因而而电电路路的的运运算速度很快，工作频率高。算速度很快，工作频率高。第第三三，动动态态范范围围宽宽，受受电电源源电电压压的的影影响响小小。开开关关电电流流电电路路属属于于电电流流模模式式的的电电路路，和和电电压压模模式式的的电电路路相相比比，其其动动态态范范围围很很宽宽，工工作作频频率率高高，受受电电源电压的影响小。源电压的影响小。6.9 开关电流滤波器简介