Vad är en växlad kondensator?
En kopplad kondensator är en elektronisk komponent eller, mer korrekt, en elektronisk krets eller modul som normalt består av en kondensator och två omkopplare som används för att simulera andra komponenter i en integrerad krets (IC). Motståndet är en av de mest simulerade komponenterna; motstånd tenderar att vara alldeles för stora och felaktiga för att införlivas i mikrostorlekar. Den växlade kondensatormodulen används vanligtvis i diskret tidssignalbehandling och röstfrekvensfiltreringsapplikationer. Dessa funktioner möjliggörs genom de unika egenskaperna hos kretsar där elektriska laddningar växelvis flyttas in och ut från kondensatorerna.
Förmågan hos omkopplade kondensatorkretsar att simulera ett motstånd i alla givningsapplikationer har varit extremt lyckosam för elektronikindustrin eftersom det har möjliggjort produktion av mer komplexa integrerade kretsar i mindre paket. Konventionella motstånd är särskilt problematiska på IC-arenan på grund av deras fysiska storlek och skillnaderna i resistiva värden som uppstår i olika produktionsområden. Kondensator- och metalloxidhalvledare (MOS) -omkopplare som används i en omkopplad kondensatormodul är å andra sidan extremt kompakta och mycket stabila vad gäller deras värden och toleranser.
Dessa egenskaper ger extremt kompakta och exakta interna kretsar för mikroprocessorer och integrerade kretsar. En annan av fördelarna med den växlade kondensatorkretsen är det faktum att användningen av dessa moduler, till skillnad från konventionella motstånd, möjliggör för kretsdesigners att införliva en grad av frekvensjustering i aktiva filterapplikationer. Denna inställning uppnås genom att variera klockfrekvensen eller växla tempo för kretsen.
Det verkliga värdet på utrymmesbesparande egenskaper hos den omkopplade kondensatormodulen kan ses när man tänker på att ett 1 MΩ-motstånd kan simuleras med en liten 10 pF kondensator omkopplad med en klockfrekvens på 100 kHz. Om ett normalt motstånd skulle användas i denna applikation, skulle hela kretsen vara många gånger storleken på den som använder kondensatormodulen. Ett lågpassat växlat kondensatorfilter med 100 Hz klassificering, till exempel, kommer att kräva ett motstånd på 16 MΩ vilket helt klart skulle vara omöjligt att uppnå med hjälp av ett normalt motstånd.
Framstegen inom programmerbar analog IC-teknik som har sett under det senaste decenniet eller så skulle inte ha varit möjligt utan fördelarna med att använda växlade kondensatormoduler. De avsevärda förbättringarna inom området multipoligt filter och analog-till-digital-omvandlare teknik skulle inte ha varit möjliga varken med tanke på den fysiska bulk, icke-linjära och inkonsekventa naturen hos konventionella motstånd. Dessa punkter gör den omkopplade kondensatorn till en av de viktigaste elektroniska komponentens framsteg sedan införandet av transistorn.