21、OpAmp与CBSC滤波器对比及恶意硬件逻辑对电路可靠性的影响

OpAmp与CBSC滤波器对比及恶意硬件逻辑对电路可靠性的影响

在电子电路设计领域，滤波器的设计以及电路可靠性是至关重要的研究方向。本文将探讨OpAmp（运算放大器）和CBSC（基于比较器的开关电容）滤波器的性能对比，以及恶意硬件逻辑对电路可靠性的影响。

OpAmp与CBSC滤波器对比

• 电荷转移时间与功耗 ：在OpAmp电路中，达到足够精度需要一定数量的时间常数；而在CBSC电路中，要在输出端达到特定精度，需要最小的比较器延迟。并且，OpAmp电路中的时间常数和CBSC电路中的比较器延迟决定了整体功耗。从相关公式可得：
  • 总电荷转移时间公式：$T_{total} = \frac{V_{diff}}{R_1} + \frac{R_1}{R_2} \times t_d + 2 \times t_d$
  • 为使电荷转移时间最小，对$T_{total}$关于$R_1$求导，得到：
    • $R_1 = \sqrt{R_2 \times \frac{V_{diff}}{t_d}}$
    • $T_{total} = 2 \times t_d \times (1 + \sqrt{\frac{V_{diff}}{t_d \times R_2}}) = 2 \times t_d \times (1 + \sqrt{\frac{V_{diff}}{V_{off}}})$
      其中，$V_x$是比较器的正输入节点，$V_{cm}$是共模电压，$t_1$是粗电荷转移时间，$t_d$是比较器 + CBSC逻辑延迟，$t_2$是细电荷转移时间，$V_{diff