Wat is een geschakelde condensator?
Een geschakelde condensator is een elektronische component of, beter gezegd, een elektronische schakeling of module die meestal bestaat uit een condensator en twee schakelaars die worden gebruikt om andere componenten in een geïntegreerde schakeling (IC) te simuleren. De weerstand is een van de componenten die het meest worden gesimuleerd; weerstanden zijn meestal veel te groot en onnauwkeurig om op te nemen in micro-formaat IC's. De geschakelde condensatormodule wordt gewoonlijk gebruikt in discrete tijdsignaalverwerking en spraakfrequentiefiltertoepassingen. Deze functies worden mogelijk gemaakt door de unieke kenmerken van circuits waarbij elektrische ladingen afwisselend in en uit condensatoren worden verplaatst.
Het vermogen van geschakelde condensatorcircuits om een weerstand in elke gegeven toepassing te simuleren, is buitengewoon toevallig voor de elektronica-industrie omdat het de productie mogelijk maakte van complexere geïntegreerde schakelingen in kleinere pakketten. Conventionele weerstanden zijn met name problematisch in de IC-arena vanwege hun fysieke grootte en de verschillen in weerstandswaarden die worden aangetroffen in verschillende productieruns. De condensator- en metaaloxide-halfgeleider (MOS) -schakelaars die in een geschakelde condensatormodule worden gebruikt, zijn daarentegen uiterst compact en zeer stabiel met betrekking tot hun waarden en toleranties.
Deze kenmerken zorgen voor een extreem compacte en nauwkeurige interne schakeling voor microprocessors en geïntegreerde schakelingen. Een ander voordeel van de geschakelde condensatorcircuits is het feit dat het gebruik van deze modules, in tegenstelling tot conventionele weerstanden, circuitontwerpers in staat stelt een mate van frequentietuning in actieve filtertoepassingen op te nemen. Deze afstemming wordt bereikt door de klokfrequentie of het schakeltempo van het circuit te variëren.
De werkelijke waarde van de ruimtebesparende eigenschappen van de geschakelde condensatormodule kan worden gezien als men bedenkt dat een weerstand van 1 MΩ kan worden gesimuleerd met een kleine condensator van 10 pF geschakeld met een kloksnelheid van 100 kHz. Als een normale weerstand in deze toepassing zou worden gebruikt, zou de volledige schakeling vele malen groter zijn dan die welke de condensatormodule gebruikt. Een low-pass geschakeld condensatorfilter met een rating van 100 Hz vereist bijvoorbeeld een weerstand van 16 MΩ, wat duidelijk onmogelijk met een normale weerstand te bereiken zou zijn.
De vooruitgang in programmeerbare analoge IC-technologie die in het afgelopen decennium is waargenomen, zou niet mogelijk zijn geweest zonder de voordelen van het gebruik van geschakelde condensatormodules. De aanzienlijke verbeteringen op het gebied van meerpolige filter en analoog-naar-digitaal convertertechnologie zouden ook niet mogelijk zijn geweest, gezien de fysieke bulk, niet-lineaire en inconsistente aard van conventionele weerstanden. Deze punten maken de geschakelde condensator een van de meest significante elektronische componenten sinds de introductie van de transistor.