采用开关电容实现模拟领域内的可编程设计

　　PSoC的开关电容

　　赛普拉斯的可编程片上系统（PSoC）器件使用开关电容电路来实现可编程模拟功能。在PSoC中，模拟开关电容块围绕轨到轨输入输出、低偏置和低噪声运算放大器而构建。大多数模拟电路在输入和反馈路径中都包括一些电容和电阻。如果上述组件的值及其连接到运算放大器的方式可以编程，那么我们就能让其根据我们的需要发挥作用，也就是说可以让其发挥反相放大器、非反相放大器、过滤器、积分器等不同作用。以下是PSoC中可用的一般性开关电容电路的方框图：

　　该模块包含二进制加权开关电容阵列，使用户能实现电容加权的可编程性。在图2中，控制字段BSW可让BCap作为开关电容或电容。可编程的BCap开关电容连接到运算放大器的总和节点。AnalogBus（模拟总线）开关将运算放大器的输出与模拟缓冲相连接。CompBus（比较器总线）开关将比较器与数字块相连接。输入多路复用器能从外部输入、某些其他模拟块输出和内部参考等输入源中进行选择。控制配置的控制寄存器也有不同选择。由于寄存器位控制所有事项，因此我们即便在运行时也能改变功能。这样，同样的块就能根据用户的应用需要而发挥不同的作用。

　　反相放大器实施方案示例

　　以下是用普通开关电容电路实施反相放大器的示例，如图3所示：

　　图3： 用普通开关电容电路实施反相放大器的示例。

　　本放大器包括运算放大器、输入电容（CA）、反馈电容（CF）和五个开关。

　　本电路工作分为两个不同的阶段——采集阶段和电荷转移。

　　在采集阶段，电路如下所示：

　　图3（a）：采集阶段的电路图。

　　在本阶段，电容的所有电荷接地，唯一的例外在于，CF上由于输入偏置电压缘故有些电荷。CA的输入侧设为接地，CF的输出侧也设为接地。不过由于电荷方向在采集中不同，因此在电荷转移阶段消除了偏置效应。由于采集阶段自动进行上述检测，因此又称作“自动归零”调整。