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资料介绍
芯片设计中的MOSFET开关电容滤波器设计
开关电容滤波器是CMOS混合信号集成电路中实现精确频率响应的关键技术。与传统连续时间RC滤波器相比，开关电容滤波器的频率响应精度取决于电容比值和时钟频率，而非电阻的绝对值，因此在CMOS工艺中具有极高的可实现性和精度。开关电容滤波器广泛应用于音频编解码器、通信系统、数据转换器抗混叠滤波和信号调理电路中。本文系统分析开关电容滤波器的基本原理、电路结构、设计方法和关键设计考量。
开关电容滤波器的基本原理
开关电容电阻等效
开关电容滤波器的核心思想是利用开关和电容模拟电阻。如前所述，一个电容C以频率
进行开关切换，其等效电阻为：
这一关系使开关电容滤波器的频率响应由电容比值和时钟频率决定，而非绝对元件值。在CMOS中，电容的匹配精度可达0.1-0.5%，且时钟频率可由晶振精确控制，因此开关电容滤波器可以获得极高的精度。
开关电容积分器
开关电容积分器是开关电容滤波器中最基本的积木单元。其结构包括输入开关电容网络、运算放大器和积分电容。在每个时钟周期内，输入信号对采样电容充电，然后电荷转移到积分电容上。
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