مبدل خازن به ديجيتال دقيق با بهبود اثرات غيرخطي

اين مقاله يك مبدل خازن به ديجيتال با دقت بالا (CDC) بر اساس مدولاسيون پريود (PM) براي سنسورهاي خازني زمين شده ارائه مي‌كند. در اين تحقيق عملكرد CDC با طراحي متقارن و با استفاده از تكنيك بزرگنمايي و سه تكنيك كاليبراسيون خودكار سيگنال به طور قابل توجهي بهبود يافته است. اثرات غالب غير ايده‌آل‌هاي مدار CDC در سه فاز نامتقارن مسيرهاي كاليبراسيون خودكار قرار دارند. اين اثرات كه عمدتاً ناشي از تزريق بار سوئيچ‌ها و خازن‌هاي پارازيتي مرتبط هستند، در اينجا بررسي مي‌شوند. اين اثرات غير ايده‌آل با استفاده از سوئيچ‌هاي تصنعي (dummy) در مسيرهاي نامتقارن كاليبراسيون خودكار اعمال شده كاهش مي‌يابد. مدار واسط پيشنهادي به عنوان يك مدار مجتمع با استفاده از فناوري استاندارد 0.18 ميكرومتر CMOS طراحي شده است. خطاي خازني در بدترين حالت براي يك خازن سنسور 10 پيكوفاراد با حداكثر تغييرات 200 فمتوفاراد و خازن پارازيتي تا 20 پيكوفاراد كمتر از 0.2 فمتوفاراد حاصل شده است. CDC به درجه تفكيك خازني مطلق 0.479 فمتوفاراد در ظرفيت حسگر 10 پيكوفاراد با تغييرات 200 فمتوفاراد دست مي‌يابد كه مربوط به بازده انرژي pJ/step6.94 است. تأخير به دست آمده 128 ميكروثانيه است و مبدل 170 ميكروآمپر از منبع تغذيه 2 ولت مصرف مي‌كند.