مبدل خازن به دیجیتال دقیق با بهبود اثرات غیرخطی

مهندسی مخابرات جنوب

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 05 آذر 1402

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jce.2023.1998573.1231

نویسندگان

آرش احمدپور^* ؛ مهدی فلاح کاظمی

استادیار گروه برق، دانشکده فنی مهندسی ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجان ، لاهیجان ، ایران

چکیده

این مقاله یک مبدل خازن به دیجیتال با دقت بالا (CDC) بر اساس مدولاسیون پریود (PM) برای سنسورهای خازنی زمین شده ارائه می‌کند. در این تحقیق عملکرد مبدلCDC با طراحی متقارن و با استفاده از تکنیک‌های بزرگنمایی و کالیبراسیون خودکار به طور قابل توجهی بهبود یافته است. اثرات غالب غیر ایده آل مدار واسط معرفی شده در مسیرهای نامتقارن سه فاز کالیبراسیون خودکار قرار دارد. این اثرات که عمدتاً ناشی از تزریق بار سوئیچ‌ها و خازنهای پارازیتی مرتبط است، با استفاده از سوئیچ‌های dummy در مسیرهای نامتقارن کالیبراسیون خودکار کاهش می‌یابد. مدار واسط پیشنهادی با استفاده از تکنولوژی استاندارد CMOS 0.18μm طراحی شده است. خطای خازنی در بدترین حالت برای یک خازن سنسور pF10 با حداکثر تغییرات fF200 و ظرفیت پارازیتی تا pF20 کمتر از fF2/0 حاصل شده است. CDC به رزولوشن خازنی مطلق fF479/0 در ظرفیت سنسور pF10 با تغییرات fF200 دست می‌یابد که مربوط به بازده انرژی pJ/step94/6 است.تأخیر به دست آمده 128 میکرو ثانیه است و جریان مصرفی مبدل با منبع تغذیه 2 ولت uA170 است

کلیدواژه‌ها

مبدل خازن به ولتاژ؛ تکنیک بزرگنمایی؛ سنسور خازنی زمین شده؛ سوئیچ dummy