基于開(kāi)關(guān)電容的模擬可編程設計實(shí)現

　　輸入電容中存儲的電流量CA計算如下：

　　q = VinCin -----(5)

　　電荷只能通過(guò)CF移出，因為運算放大器的輸入阻抗很高。因此，如果通過(guò)CF 傳輸的電荷量為q，那么輸出電壓為：

　　Vout = -q/CF ------(6)

　　以上方程式中的“-”取決于從接地(虛擬接地)到運算放大器輸出電荷的方向。

　　用方程式5和6，我們得到增益如下：

　　Vout/Vin = -CA/CF ----- (7) 標準反相放大器方程式

　　不同電路都能用同樣的普通開(kāi)關(guān)電容塊創(chuàng )建，滿(mǎn)足過(guò)濾器、比較器、調制器和積分器等不同設計模塊的要求。

　　可編程模擬解決方案示例

　　我們接下來(lái)考慮以下開(kāi)關(guān)電容積分器：

　　圖4：開(kāi)關(guān)電容積分器。

　　以下方程式定義了本積分器的輸出電壓：

　　Vout = Vout z-1 + VinCA/CF -----(8)

　　根據方程式8，轉移函數為：

　　Gain = Vout/Vin = CA/CF(1-z-1) = 1/s(fsCA/CF) -----(9)

　　根據方程式9，我們可以發(fā)現，增益取決于電容值和開(kāi)關(guān)頻率。上述任何一項變化都會(huì )改變積分器的增益。

　　下面，假設我們一開(kāi)始設計積分器增益為2，隨著(zhù)需求的變化，希望增益為3，那么我們只需將開(kāi)關(guān)頻率調節為原先的1.5倍即可。

　　濾波器也可被看作另一個(gè)例子。如果用開(kāi)關(guān)電容電路設計濾波器，我們只需同樣改變開(kāi)關(guān)頻率就能調節其截止頻率。

　　本文小結

　　我們可以非常容易地看出上述設計方法的優(yōu)勢所在。可編程解決方案能加快產(chǎn)品投放市場(chǎng)的速度。集成式運算放大器配合可編程電容開(kāi)關(guān)使我們在不大幅 改動(dòng)原理圖或板布局的情況下就能改變設計功能，而固定功能塊實(shí)施方案則無(wú)法實(shí)現這一點(diǎn)。從以上示例中，我們可以看出大多數模擬電路的基本構建塊由運算放大 器以及一些開(kāi)關(guān)電容組成，我們可通過(guò)系統中的其他數字電路控制這些開(kāi)關(guān)，只需改變開(kāi)關(guān)頻率就能調節電阻值，從而體現出片上模擬解決方案的可編程屬性。高度 集成加上可編程性所帶來(lái)的出色靈活性有助于節約BOM，減少板上空間占用，而且在任何設計階段無(wú)需太多努力就能修改設計方案。