什么是开关电容器？(a switched capacitor?)

开关电容器是一种电子元件，或者更准确地说，是一种电子电路或模块，通常由一个电容器和两个开关组成，用于模拟集成电路（IC）中的其他元件。电阻器是最常用的模拟元件之一；电阻器往往太大且不准确，无法集成到微型集成电路中。开关电容模块通常用于离散时间信号处理和音频滤波应用。这些功能是由电路的独特特性实现的，在电路中，电荷交替进出电容器。。...

A resistor is an electronic component that can lower a circuit’s voltage and its flow of electrical current, and a capacitor is a component that can store electrical charges.

开关电容电路在任何特定应用中模拟电阻的能力对电子行业来说都是非常偶然的，因为它允许在更小的封装中生产更复杂的集成电路。由于传统电阻器的物理尺寸以及在不同生产过程中遇到的电阻值差异，它们在IC领域尤其存在问题。另一方面，开关电容器模块中使用的电容器和金属氧化物半导体（MOS）开关非常紧凑，其数值和公差非常稳定。。

这些特性使得微处理器和集成电路的内部电路非常紧凑和精确。开关电容电路的另一个优点是，与传统电阻器不同，这些模块的使用允许电路设计师在有源滤波器应用中加入一定程度的频率调谐。这种调谐是通过改变电路的时钟频率或开关速度来实现的。

当考虑到可以用以100 kHz时钟频率切换的微小10 pF电容器模拟1 MΩ电阻时，可以看到开关电容器模块节省空间特性的实际值。如果在这种应用中使用普通电阻器，整个电路的大小将是使用电容器模块的电路的许多倍。例如，额定值为100 Hz的低通开关电容滤波器需要16 MΩ的电阻，这显然不可能用普通电阻器实现。。

如果没有使用开关电容模块带来的好处，在过去十年左右的时间里，可编程模拟IC技术的进步是不可能实现的。考虑到传统电阻器的物理体积大、非线性和不一致性，多极滤波器和模数转换器技术领域的重大改进也不可能实现。这些特点使开关电容器成为自晶体管问世以来最重要的电子元件进步之一。。

发表于 2022-01-29 03:12
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分类：科学

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