基于SCF及CPLD的程控滤波电路设计

0引言

在测控、通讯以及信号处理等领域，存在着频率在较宽范围内变化的信号，对这样的信号进行滤波，需要滤波器能灵活变换通带。由RC网络与运算放大器构成的RC有源滤波器对固定通带内的信号进行滤波能取得好的效果，但其截止频率一般需由外部元件调节，在信号频率变化较大，需要灵活变换通带时，其截止频率精度和通带调节方式均难以满足实际需要。以MOS开关、电容器和运算放大器为核心的单片集成器件SCF，以其对截止频率的精确控制，频率响应特性可大范围调节，编程控制简单，有效解决了模拟滤波器的通带调节问题，在滤波电路设计中得到广泛应用。

1 SCF基本原理

SCF原理的基础是开关电容与电阻的等效：在电容两端开关控制下，电容被充放电，电荷的转移过程产生脉冲电流，可以计算其平均值。当开关频率足够快时，该电流等效于流过电阻的电流，可看作是电阻被开关电容取代。可以证明，电阻R可表示为开关电容Ck与开关切换周期T的比值：