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Design Example: Capacitance Multiplier Circuit01:20

Design Example: Capacitance Multiplier Circuit

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In integrated circuit technology, a capacitance multiplier is often utilized to produce a larger capacitance value when a small physical capacitance falls short. This is achieved by a circuit that multiplies capacitance values by a factor of up to 1000, such that a 10-pF capacitor can replicate the performance of a 100-nF capacitor.
The circuit illustrated in Figure 1 below incorporates two op-amps, with the first operating as a voltage follower and the second acting as an inverting amplifier.
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低コストの組み込みアプリケーションにおけるセンサー-ADC インターフェイスの充電再分配緩和と最適化

Boyan Shabanski1, Angel Marinov1

  • 1Department of Electronics and Microelectronics, Faculty of Computer Sciences and Automation, Technical University of Varna, 9010 Varna, Bulgaria.

Sensors (Basel, Switzerland)
|August 28, 2025
PubMed
まとめ

新しい5つのコンポーネント回路は,組み込みシステムのアナログ・ツー・デジタル・コンバーター (ADC) の入力における電荷再分配エラーを効果的に軽減します. この費用対効果の高いソリューションは,マルチプレックスセンサアプリケーションの安定化時間と精度を大幅に改善します.

キーワード:
ADC インターフェースグレーコード容量式プリチャージ充電インジェクション料金の再分配組み込みシステム低コストなデザインマルチプレクサーセンサーの精度暫定的な影響

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科学分野:

  • 電気工学
  • 組み込みシステム
  • アナログからデジタルへの変換

背景:

  • アナログ・ツー・デジタル・コンバーター (ADC) の入力における電荷再分配効果は,特に組み込みアプリケーションにおける多重化された高出力抵抗源で精度を低下させる.
  • これらの一時的な障害を軽減し,時間の問題を解決するには,接地や浮遊する入力などの伝統的な方法が不十分です.

研究 の 目的:

  • ADCのインプットの費用対効果の高いディスクリート容量プリチャージ回路を提案し,検証する.
  • 低コストの埋め込みセンサーシステムで,電荷の再分配効果を軽減し,沈着時間を短縮します.

主な方法:

  • 2つの電容器と3つのスイッチを使用して5つのコンポーネントの離散回路を開発しました.
  • マルチプレクサー機能で,ADCの入力を基準電圧のおよそ半分まで事前充電する.
  • 従来の方法に対して回路の性能を分析し,実験的に検証した.

主要な成果:

  • 予備充電は基準電圧のおよそ半分に達し,一時的な障害を軽減します.
  • 従来のアプローチより1. 4μs短く,沈着時間の有意な改善が示されました.
  • 部品選択のガイドラインを提示し,充電注入やその他の実用的な問題に対処しました.

結論:

  • 提案されたディスクリートキャパシティブプリチャージ方式は,ADCの入力におけるチャージ再分配の課題を効果的に解決します.
  • この実用的な最小コンポーネント戦略は,リソースが限られた組み込みシステムにおけるADCの入力精度と応答速度を高めます.
  • このソリューションは,多重化された高出力抵抗源アプリケーションの性能を改善するための費用対効果の高いアプローチを提供します.