La principal ventaja que los filtros de capacitores conmutados parecen tener sobre los filtros digitales es el potencial para 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 los filtros analógicos siguen siendo necesarios para manejar frecuencias por encima del límite de Nyquist.
¿Qué otras ventajas tienen los filtros de capacitores conmutados sobre los filtros digitales?
La principal ventaja de los filtros de capacitores conmutados es que se pueden implementar fácilmente en un circuito integrado. Puede obtener un rendimiento similar al de un filtro basado en un amplificador operacional RC analógico usando una topología de capacitor conmutado, mientras evita la necesidad de un ADC, DSP y DAC en un chip.
Los circuitos de condensadores conmutados utilizan condensadores e interruptores para emular el comportamiento de las resistencias. Además, la respuesta de frecuencia está determinada por la relación de los condensadores, por lo que incluso los filtros de baja frecuencia se pueden realizar fácilmente en el chip. El beneficio real para las implementaciones de circuitos integrados es que, si bien el valor absoluto de las capacitancias y resistencias tiene poca tolerancia, 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 capacitor conmutado por las siguientes razones:
En la práctica, no usaría un filtro de capacitor conmutado discreto (usando amplificadores operacionales, capacitores e interruptores analógicos) a nivel de 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 uso general en un diseño a nivel de placa requerirá programación adicional y es posible que no tenga salidas analógicas.
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 resistores 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 de otro modo es difícil de hacer de 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.
Los filtros de orden superior (cuarto orden en adelante) se implementan simplemente conectando en cascada paquetes adicionales, y se pueden realizar todos los filtros clásicos (como Butterworth, Bessel, Elliptic y Chebyshev). con rango de 60dB fácilmente a bajo costo hasta 100KHz.
Es fácil hacer filtros armónicos.
W5VO
chris stratton