非理想开关电容网络组元电荷状态变量分析法

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1、西安理工大学学报JournalofXi’anUniversityofTechnology(2010)Vo1．26No．1文章编号：1006-4710(2010)01-0097-04非理想开关电容网络的组元电荷状态变量分析法郑莉平，崔晶晶，王宏江(西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西西安710048)摘要：针对运放的有限增益带宽乘积给SCN带来的非理想效应，引入了非理想运放的SC电路宏模型，定义了非理想运放负端组元割集，根据非理想SCN的连接特点，通过判断各SC积木块中电容支路两端节点的连接情况，在时域和频域分别推导出了非理想SCN的组元电荷状态方程，应用实例进行了仿真

2、，两种方法的结果对比说明了本文算法的可行性。关键词：非理想SCN；组元电荷状态变量法；传递函数中图分类号：TM13文献标志码：AComponentChargeStateVariableAnalysisMethodofNon-IdealSwitchedCapacitorNetworksZHENGLi—ping，CUIJing-jing，WANGHong~iang(FacultyofAutomationandInformationEngineering，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China)Abstract：Toimpr

3、ovethevariablemethodwit}lcomponentcharge，SCcircuitgreatmodelforthenon—i．deal0pampisintroducedtothenon—idealSCNwiththeopampfinitegains-bandwidthproductinthispa—per．，I’}ledefinitionofthenon—ideal叩ampnegativeterminalcomponentcutsetisgiven．Accordingtotheconnectioncharacteristicofnon—idealSCN

4、，thecomponentchargestateequationsaregivenbyusingthegreatmodelintimedomainandfrequencydomainrespectively，whicharesimulatedbythepracticalex-amples，andthecomparisonresultsfromthetowmethodsshowthatthealgorithminthispaperisfeasible．Keywords：non—idealSCN；thecomponentchargestatevariablemethod；t

5、ransferfunction近年来，开关电容网络(SCN)得到了广泛的应想SCN，本文引入非理想运放的SC电路宏模型。用_1引，出现了各种行之有效的分析方法，这些方法由于有限增益带宽的运放模型的传输函数为：大都以节点电压、节点电荷作为状态变量。但是由日(S)=GB／(S+P0)于SCN中大量电压源的存在，这些方法不可避免地式中，GB为运放单位增益带宽乘积，P。为主极点频增加了一些辅助变量，从而使方程阶数大为增加，时率，因此该非理想运放的传输函数可用图1所示的空复杂度过高。采用组元电荷作为状态变量对网络有源RC宏模型来等效，图中运放为理想运放，有源进行分析时，所得的状态

6、变量的维数通常小于以节RC宏模型各参数与运放参数之间存在如下关系：点电压或者电容电压作为变量时的维数，但是，采用GB=1／RACR，Po=1／RBCR该方法分析非理想SCN时，引入了新的变量，给非将图1中的有源RC宏模型中各电阻用sc等效电理想SCN的分析带来困难。阻R。=1／(2fCR)代替，即可得到图2所示的sc电针对上述情况，本文引入了非理想运放的SC路宏模型。电路宏模型，分别在时域和频域推导出了适用于非理想SCN的组元电荷状态方程，使得非理想SCN的分析得到了很好的解决，并应用实例对两种方法进行了验证。1非理想运放的SC电路宏模型图1非理想运放有源RC宏模型Fi

7、g．1TheactiveRCgreatmodelsforthenon-idealopamp为了能够有效地分析有限增益带宽乘积的非理收稿日期：2009-06-25作者简介：郑莉平(1963-)，女，陕西西安人，副教授，研究方向为电路与系统。E-mail：zhengliping@xaut．edu．ca。98西安理工大学学报(2010)第26卷第1期Q曲(Ⅳ)=C1(Ⅳ)Vo(nT+)+Dl(Ⅳ)f(nT+7I)Q：C1Vo(凡+)+D1lff(十r)+F1lf(nT+．r)为了将式(1)与式(2)用同一矩阵表示，本文设=[i0](J为单位矩阵