SC-Filter

SC-Filter

Switched-Capacitor-Filter oder auch SC-Filter genannt (englisch für Filter mit geschalteten Kondensatoren) sind elektronische Filter welche in ihrem Schaltungsaufbau statt ohmschen Widerständen geschaltete Kondensatoren einsetzen.

Herkömmliche aktive analoge Filter wie der Tiefpass oder Hochpass bestehen aus Operationsverstärkern als aktive Bauelemente und meistens Kondensatoren und elektrischen Widerständen als externe, frequenzbestimmende Beschaltung. Zur Veränderung der Filterparameter wie der Grenzfrequenz müssen diese externen passiven Bauelemente in ihren Werten geändert werden, was je nach Schaltung sehr aufwändig sein kann. Abhilfe bieten die Switched-Capacitor-Filter welche ebenfalls aus Operationsverstärkern als aktives Schaltungselement bestehen und welche die externen ohmschen Widerstände durch geschaltete Kondensatoren ersetzt haben. Damit lassen sich nur mit Kondensatoren analoge Filter aufbauen welche sich besonders leicht auf integrierten Schaltungen wie in FPAAs unterbringen lassen und in ihren Parametern wie der Grenzfrequenz leicht veränderbar sind. Je nach Schaltungsart der geschalteten Kondensatoren lassen sich in dieser Technik sowohl Hochpässe (Differentiatoren) als auch Tiefpässe (Integratoren) aufbauen.

Schaltschema eines SC-Filters (Tiefpass)

Durch Variation der Schaltfrequenzen, mit denen die Kondensatoren umgeschaltet werden, lassen sich die Filterparameter der SC-Filter sehr leicht verändern. Der Ersatz der ohmschen Widerstände R in einer gegebenen Schaltung wie einem Tiefpass durch Kondensatoren CS welche mit einer Umschaltfrequenz fs betrieben werden lässt sich nach folgender Gleichung beschreiben:

R = \frac{1}{C_s \cdot f_s}

Da es sich bei diesem Filtertyp um abtastende Systeme handelt, muss die Umschaltfrequenz fs um den Faktor 50 bis 100 größer als die Grenzfrequenz des Filters sein um Aliasing zu vermeiden. SC-Filter kommen daher meist nur für niederfrequente Anwendungen in Frage und erfordern bei Bedarf noch nachgeschaltete Tiefpässe, die die hochfrequenten Signalanteile von der Umschaltfrequenz ausfiltern. Dies ist einer der Nachteile dieser Schaltungstechnologie.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Filter besteht allerdings darin, dass die Filterzeitkonstante nur gering von den einzelnen Bauteiltoleranzen der eingesetzten Kondensatoren abhängt. Es müssen nur die Verhältnisse der Bauelementwerte zueinander konstant bleiben, da die Filtergenauigkeit primär nur von der Umschaltfrequenz bestimmt wird. Genaue Umschaltfrequenzen lassen sich technisch durch Quarzoszillatorschaltungen leicht sicherstellen.

Literaturquellen

  • Ulrich Tietze, Christoph Schenk: Halbleiter-Schaltungstechnik, Berlin: Springer 2002. ISBN 3-540-42849-6

Weblinks


Wikimedia Foundation.

Игры ⚽ Нужна курсовая?

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Filter design — is the process of designing a filter (in the sense in which the term is used in signal processing, statistics, and applied mathematics), often a linear shift invariant filter, which satisfies a set of requirements, some of which are contradictory …   Wikipedia

  • Filter [1] — Filter. Strömt eine Flüssigkeit so durch einen porösen Körper, daß die in ersterer enthaltenen Suspensionen dem letzteren durch Adhäsion verbleiben[26] oder sich vor demselben festlegen, so nennt man den Vorgang Filtration, den Körper das Filter… …   Lexikon der gesamten Technik

  • Filter — may refer to: Chemistry, engineering and materials In chemistry, engineering, or household usage, a device to separate mixtures. See: * Filter (chemistry) * Water filter * Air filter * Oil filter * Pneumatic filter Optics and photography In… …   Wikipedia

  • Filter paper — is a semi permeable paper barrier placed perpendicular to a liquid flow. It is used to separate fine solids from liquids. In laboratories, filter paper is usually used with a filter funnel, Hirsch, or Buchner funnel.TypesFilter paper comes in… …   Wikipedia

  • Filter — Состав 2008 года в Кувейте …   Википедия

  • Filter — (m., n., nach fr. filtrer, it. feltrare, „durchseihen“; ursprünglich „durch Filz laufen lassen“ zu germanisch *felt „Filz“) steht für: Geräte, Bauteile oder Baugruppen: Filter (Elektrotechnik), eine elektrische Schaltung, die bestimmte Frequenzen …   Deutsch Wikipedia

  • Filter Forge — is a standalone application and plugin for Adobe Photoshop and compatible 8bf plugin hosts that allows users to apply programmable image processing filters and to define them with a visual node based filter editor. A similar approach is practiced …   Wikipedia

  • Filter — Saltar a navegación, búsqueda Filter Información personal Origen Cleveland, Ohio, Estados Unidos …   Wikipedia Español

  • Filter Forge — Скриншот редактора фильтров Filter Forge Тип Генератор текстур Разработчик Filter Forge, Inc. Написана на C++ Операционная система …   Википедия

  • filter — [fil′tər] n. [ME filtre < OFr < ML filtrum, feltrum, felt, fulled wool (used for straining liquors) < Gmc: see FELT1] 1. a device for separating solid particles, impurities, etc. from a liquid or gas by passing it through a porous… …   English World dictionary

  • Filter — Fil ter, v. t. [imp. & p. p. {Filtered}; p. pr. & vb. n. {Filtering}] [Cf. F. filter. See {Filter}, n., and cf. {Filtrate}.] To purify or defecate, as water or other liquid, by causing it to pass through a filter. [1913 Webster] {Filtering paper} …   The Collaborative International Dictionary of English

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”