CN113489472A - 一种小占空比采样的低通滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于模拟电路技术领域，具体的说是涉及一种小占空比采样的低通滤波器。本发明的滤波器包括电容和电阻，还包括采样开关，所述采样开始的一端与输入端连接，采样开关的另一端依次通过电阻和电容后接地，电阻和电容的连接点为输出端；所述采样开关的占空比小于1。本发明的有益效果是：可以极大的减小电容面积，节约芯片成本。
Description
技术领域
本发明属于模拟电路技术领域，具体的说是涉及一种小占空比采样的低通滤波器。
背景技术
图1为普通电阻电容组成的RC滤波器，其截止频率由电阻电容的乘积的倒数决定
为了实现极低的截止频率，需要一个较大的RC常数。在半导体芯片中，电容的密度一般较低，为了实现一个较大的电容值，需要占据很大的芯片面积，增大芯片成本。另一方面，虽然电阻密度较高，也不能一味增大电阻值，因为过大的电阻，会增大对电阻中泄漏电流的敏感度，增大滤波器的电压误差。
发明内容
本发明针对上述问题，提出一种新的滤波器结构，利用采样保持原理，在一个周期中，仅使用一小部分时间对输入信号进行采样，其他时间保持电容上电荷不变。假设采样时间占空比为1/10,则可以实现10倍的电容倍增效果，可以极大的减小电容面积，节约芯片成本。
本发明的技术方案是：
一种小占空比采样的低通滤波器，包括电容和电阻，还包括采样开关，所述采样开始的一端与输入端连接，采样开关的另一端依次通过电阻和电容后接地，电阻和电容的连接点为输出端；所述采样开关的占空比小于1。
进一步的，所述采样开关包括PMOS管和NMOS管，PMOS管的源极和NMOS管的源极接输入端，PMOS管的漏极和NMOS管的漏极接电阻，PMOS管的栅极与NMOS管的栅极接互补的两个时钟信号，时钟信号的占空比小于1。
本发明的有益效果是：可以极大的减小电容面积，节约芯片成本。
附图说明
图1为普通RC滤波器；
图2为本发明的开关电容采样滤波器框图；
图3为滤波器输出波形比较；
图4为开关电容低通滤波器的电路实现。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的描述。
图2是开关电容采样的低通滤波器框图，可以看到，通过在普通RC滤波器前增加一个采样开关，其开关频率为Fsw，占空比为D。
图3比较普通低通滤波器与开关电容低通滤波器的输出波形。其中VIN为输入波形，频率为1KHZ的方波，VOUT1为普通低通滤波器输出波形，VOUT2为开关电容低通滤波器输出波形。开关电容低通滤波器采用的电容值为普通低通滤波器电容值的1/10。
可以看到两者的波形十分接近，主包络的时间常数完全一致。实际上，可以通过增大开关频率，或者后级增加一个较高截止频率的低通滤波器来滤除开关频率，可以实现几乎完全一样的滤波效果。可见，开关电容低通滤波器实现了电容倍增。在采用1/10电容的情况下，实现了同样的滤波功能。
图4为开关电容低通滤波器的具体电路实现。采用了一个CMOS互补开关，以减小沟道电荷注入与电容馈通的影响。
Claims (2)
1.一种小占空比采样的低通滤波器，包括电容和电阻，其特征在于，还包括采样开关，所述采样开始的一端与输入端连接，采样开关的另一端依次通过电阻和电容后接地，电阻和电容的连接点为输出端；所述采样开关的占空比小于1。
2.根据权利要求1所述的一种小占空比采样的低通滤波器，其特征在于，所述采样开关包括PMOS管和NMOS管，PMOS管的源极和NMOS管的源极接输入端，PMOS管的漏极和NMOS管的漏极接电阻，PMOS管的栅极与NMOS管的栅极接互补的两个时钟信号，时钟信号的占空比小于1。
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Citations (3)
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| CN101051833A (zh) * | 2007-03-30 | 2007-10-10 | 清华大学 | 一种用于半数字滤波的电路开关 |
| CN103684379A (zh) * | 2012-09-24 | 2014-03-26 | 德克萨斯仪器股份有限公司 | 低电源电压的开关架构 |
| CN105071651A (zh) * | 2015-09-10 | 2015-11-18 | 广州金升阳科技有限公司 | 一种环路补偿方法及电路 |
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