[发明专利]切换式电容滤波器及其滤波方法

说明书

技术领域

本发明关于一种切换式电容滤波器以及滤波方法；特别关于一种利用切换式电容等效的电阻所设计的切换式电容滤波器。

背景技术

近年来，电子装置变得越来越高阶且功能也越来越多样化。举例来说，类似如手机、计算机或者家用电器等电子装置可以具备各种不同的感测装置，以根据不同的环境参数实施相应的应用。

目前的感测装置许多是需要对环境中人体移动的低频信号进行侦测0.4Hz～7Hz，例如焦电型红外线侦测器。然而，已知的低频感测装置皆需要具有大阻值的电阻以及大容值的电容所构成的滤波电路，对所接收的信号进行滤波，以使得感测结果更为精准并且避免电路的误动作。一般而言，具有大阻值的电阻以及大容值的电容所构成的滤波电路，在系统开机后需要30秒左右的时间，才能具有稳定的侦测功能。另外，大容值的电容亦需要较大的电路布局面积，造成在产品设计上的不便另外大电容还有长期使用后,会产生漏电现象。有鉴于此，本发明提供了一种感测电路，以解决所述的问题。

发明内容

本发明所提供的切换式电容滤波器以及滤波方法通过切换式电容电路缩小电路体积，并且放大电阻。另外，本发明所提供的切换式电容滤波器以及滤波方法通过切换电路缩短切换式电容滤波器稳定的时间。

本发明提供一种切换式电容滤波器，包括一第一电容、一放大器电路以及一RC并联电路。第一电容具有用以接收一输入信号的一第一端、以及一第二端。放大器电路用以放大输入信号中的低频信号。放大器电路还包括一第一放大器、一第二电容、一第一切换式电容电路、一第二切换式电容电路、一第二放大器以及一第三电容。第一放大器具有耦接于第一电容的第二端的一第一输入端、耦接至一接地的一第二输入端、以及一输出端。第二电容耦接于第一放大器的第一输入端以及输出端之间。第一切换式电容电路具有耦接至第一放大器的输出端的一第一端、以及一第二端，其中第一切换式电容电路等效于一第一正电阻。第二切换式电容电路具有耦接至第一放大器的输出端的一第一端、以及耦接至第一切换式电容电路的第二端的一第二端，其中第二切换式电容电路等效于一第一负电阻。第二放大器具有耦接至第一切换式电容电路的第二端以及第二切换式电容电路的第二端的一第一输入端、耦接至接地的一第二输入端、以及用以耦接至一信号输出端的一输出端。第三电容耦接于第二放大器的第一输入端以及输出端之间。RC并联电路与放大器电路并联，并且用以衰减输入信号的高频信号，其中RC并联电路还包括一第四电容、一第三切换式电容电路以及一第四切换式电容电路。第四电容具有耦接至第一放大器的第一输入端的一第一端、以及耦接至信号输出端的一第二端。第三切换式电容电路具有耦接至第一放大器的第一输入端的一第一端、以及耦接至信号输出端的一第二端，其中第三切换式电容电路等效于一第二负电阻。第四切换式电容电路具有耦接至第一放大器的第一输入端的一第一端、以及耦接至信号输出端的一第二端，其中第四切换式电容电路等效于一第二正电阻。

在一实施例中，放大器电路还包括一第一开关、一第二开关、一第五电容、一第三开关、一第四开关、一第五开关、一第六开关以及一第六电容。第一开关具有耦接至第一放大器的输出端的一第一端、以及一第二端。第二开关具有耦接至第一开关的第二端的一第一端、以及耦接至接地的一第二端。第五电容具有耦接至第一开关的第二端以及第二开关的第一端的一第一端、以及一第二端。第三开关具有耦接至第五电容的第二端的一第一端、以及耦接至第二放大器的第一输入端的一第二端。第四开关具有耦接至第五电容的第二端的一第一端、以及耦接至接地的一第二端，其中第一开关、第二开关、第五电容、第三开关以及第四开关构成第一切换式电容电路。第五开关具有耦接至第一放大器的输出端的一第一端、以及一第二端。第六开关具有耦接至第五开关的第二端的一第一端、以及耦接至接地的一第二端。第六电容具有耦接至第五开关的第二端以及第六开关的第一端的一第一端、以及耦接至第三开关的第一端以及第四开关的第一端的一第二端，其中第六开关、第五开关、第六电容、第三开关以及第四开关构成第二切换式电容电路。

在一实施例中，第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关以及第六开关以一第一既定频率切换，并且当第一开关、第三开关以及第六开关开启时，第二开关、第四开关以及第五开关关闭，当第一开关、第三开关以及第六开关关闭时，第二开关、第四开关以及第五开关开启。在第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关以及第六开关还用以在切换式电容滤波器开机一既定时间内以一第二既定频率切换，并且在切换式电容滤波器开机一既定时间后以第二频率切换，其中第二既定频率大于第一既定频率。