基于SCF及CPLD的程控濾波電路設(shè)計(jì)

0引言

在測控、通訊以及信號(hào)處理等領(lǐng)域，存在著頻率在較寬范圍內(nèi)變化的信號(hào)，對(duì)這樣的信號(hào)進(jìn)行濾波，需要濾波器能靈活變換通帶。由RC網(wǎng)絡(luò)與運(yùn)算放大器構(gòu)成的RC有源濾波器對(duì)固定通帶內(nèi)的信號(hào)進(jìn)行濾波能取得好的效果，但其截止頻率一般需由外部元件調(diào)節(jié)，在信號(hào)頻率變化較大，需要靈活變換通帶時(shí)，其截止頻率精度和通帶調(diào)節(jié)方式均難以滿足實(shí)際需要。以MOS開關(guān)、電容器和運(yùn)算放大器為核心的單片集成器件SCF，以其對(duì)截止頻率的精確控制，頻率響應(yīng)特性可大范圍調(diào)節(jié)，編程控制簡單，有效解決了模擬濾波器的通帶調(diào)節(jié)問題，在濾波電路設(shè)計(jì)中得到廣泛應(yīng)用。

1 SCF基本原理

SCF原理的基礎(chǔ)是開關(guān)電容與電阻的等效：在電容兩端開關(guān)控制下，電容被充放電，電荷的轉(zhuǎn)移過程產(chǎn)生脈沖電流，可以計(jì)算其平均值。當(dāng)開關(guān)頻率足夠快時(shí)，該電流等效于流過電阻的電流，可看作是電阻被開關(guān)電容取代。可以證明，電阻R可表示為開關(guān)電容Ck與開關(guān)切換周期T的比值：