开关电容滤波器的设计与研究【毕业论文】

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1、本科毕业设计（20届）开关电容滤波器的设计与研究摘要开关电容滤波器(SCF）是70年代末出现的一类单片集成。由于SCF器件具有结构紧凑、频率可调等显著优点，随着MOS大规模集成技术的迅速发展，集成元件比值的精度可高于千分之一。开关电容滤波器以其整体结构简单.易于用MOS工艺实现的特点，正在进一步取代一般的有源滤波器。开关电容滤波器利用MOS开关电容来模拟有源滤波器中的大电阻，其等效模拟电阻值受外部时钟频率控制，改变外部时钟频率和电容C就可以实现对大电阻阻值的控制，从而实现可控大电阻的集成。本设计根据开关电容滤波器的工作原理，采用Z变换设计法，设计出合理的开关电容滤

2、波器，在ORCAD软件开发平台，对一阶开关电容滤波器和一阶有源RC滤波器进行仿真，证明了设计的合理性。本论文给出了两个滤波器的详细模块图，详细分析了两者的参数设置，并且对两个模块进行了验证，给出了详细的仿真结果图。关键词：开关电容滤波器;MOS;ORCAD;一阶开关电容滤波器;一阶有源RC滤波器AbstractSwitchcapacitancefilterisakindofmonolithicintegrationappearedintheendof1970s.BecausethecomponentsofSCFhavetheadvantagesofcompacts

3、tructureandadjustablefrequency,withtherapiddevelopmentofMOSlarge-scaleintegration,theratios’precisionofintegratedcomponentsexceedoneinathousand.SCFisfurtherreplacingthegeneralactivefilterbecauseofthesimplerintegralstructure,andeasierMOSprocess.SCFusesMOSswitchtosimulatethepositiveelem

4、entsinactivefilter.Whentheequivalentsimulatedelectricresistanceiscontrolledbytheexternalfrequencyoftheclock,tochangetheexternalclockistochangetimeconstantofR、C.Itisusedtochangethefrequencyoffilter.ThisdesignisonthebasisofSCF’sworkingprinciple.ByusingthesoftwaredevelopmentplatformofORC

5、AD,itworksoutaswitchcapacitorfilterandanactiveRCfilter,providesthedetailedmodulechartsofthesetwofilters,analyzesthedifferentparametersindetails,andshowsthesimulateresultinggraphsbyverifyingthesetwomodules.Keyword:Switchcapacitancefilter;MOS;ORCAD;switchcapacitorfilter;activeRCfilter目录

6、1引言-1-1．1课题背景和意义-1-1．2论文的内容与组织结构-2-2ORCAD的概述-3-2.1ORCAD发展及其结构组成-3-2.2OrCAD平台描述-4-2.3ORCAD的设计流程-5-3开关电容-7-3.1开关电容网络简介-7-3.2开关电容的应用-7-3.3开关电容滤波器-8-3.4开关电容滤波器的工作原理-8-3.5开关电容等效电阻原理-10-3.5.1开关电容并联等效电阻电路-10-3.5.2开关电容串联等效电阻电容-12-3.5.3开关电容双线性等效电阻电路-13-4开关电容滤波器的设计-15-4.1变换设计法-15-4.1.1用开关电容等效电阻

7、概念设计开关电容滤波器-15-4.1.2用双线性法设计开关电容滤波器-15-4.1.3用LDI变换法设计开关电容滤波器-17-4.1.4用模拟梯形网络工作的方法设计开关电容滤波器-17-4.2直接设计法-17-5一阶开关电容滤波器的分析与设计-19-6系统的仿真与调试-23-7设计总结-26-致谢-27-参考文献-28-1引言1．1课题背景和意义二十世纪八十年代，超大规模集成电路得到工艺在单位面积芯片上集成的电阻、电容等电子集成电阻不仅占用芯片面积大，而且大的温度系耗，不利于超大规模集成电路的小型化[1]。为克服这些缺点，人们开始研究取代电阻的方法。开关电容滤波器

8、的概念最早