¿Cuáles son las ventajas de un filtro de condensador conmutado sobre un filtro digital?

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La principal ventaja que los filtros de capacitores conmutados parecen tener sobre los filtros digitales es la posibilidad de lograr un alto rango dinámico, ya que la señal no tiene que ser cuantificada.

Como filtros de tiempo discreto, comparten el problema de alias de frecuencia del filtro digital, y también pueden necesitar múltiples relojes en diferentes frecuencias. Los filtros digitales parecen más flexibles y fáciles de diseñar, y aún se necesitan filtros analógicos para tratar las frecuencias por encima del límite de Nyquist.

¿Qué otras ventajas tienen los filtros de capacitores conmutados sobre los filtros digitales?

    
pregunta Theran

3 respuestas

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La principal ventaja de los filtros de condensadores conmutados es que se pueden implementar fácilmente en un circuito integrado. Puede obtener un rendimiento similar al de un filtro analógico basado en un amplificador operacional RC usando una topología de capacitor conmutado, mientras evita la necesidad de un ADC, DSP y DAC en un chip.

Los circuitos de capacitores conmutados usan capacitores e interruptores para emular el comportamiento de las resistencias. Además, la respuesta de frecuencia está determinada por la relación de los condensadores, de modo que incluso los filtros de baja frecuencia pueden realizarse fácilmente en el chip. El beneficio real para las implementaciones de IC es que, si bien el valor absoluto de las capacitancias y resistencias tiene una tolerancia pobre, la coincidencia entre dispositivos similares es muy buena. Esto hace posible implementar filtros analógicos de precisión relativamente alta en un chip.

En un circuito integrado, elegiría un filtro de condensador conmutado por los siguientes motivos:

  • Minimizar el área de chips es una prioridad
  • No hará un procesamiento digital significativo en el chip
  • La salida del DSP sería una señal analógica

En la práctica, no utilizaría un filtro de condensador de conmutación discreta (con amplificadores operacionales, condensadores y conmutadores analógicos) en el nivel de la placa; usaría un filtro de tiempo continuo RC activo. Hay chips de condensadores conmutados que pueden proporcionar buenos resultados de filtrado con solo unos pocos componentes adicionales. El uso de un DSP de propósito general en un diseño a nivel de placa requerirá una programación adicional y es posible que no tenga salidas analógicas.

    
respondido por el W5VO
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Otra ventaja es que las características de frecuencia del filtro se pueden cambiar sobre la marcha cambiando la velocidad del reloj. El valor de los reistores simulados es una función de la capacitancia y la velocidad del reloj. Al variar la velocidad del reloj, puede ajustar la resistencia efectiva sobre la marcha electrónicamente, algo que es difícil de hacer de una manera controlada y confiable en forma analógica.

Esta característica de los condensadores conmutados también se puede utilizar fuera de los filtros para otros fines, como la ganancia variable controlada electrónicamente.

    
respondido por el Olin Lathrop
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  1. Los filtros de orden superior (4º orden y superiores) se implementan simplemente colocando en cascada paquetes adicionales, y todos los filtros clásicos (como Butterworth, Bessel, Elliptic y Chebyshev) se puede realizar. con un rango de 60dB fácilmente a bajo costo hasta 100KHz.

  2. Es fácil hacer filtros armónicos.

respondido por el Tony EE rocketscientist

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