Loading article…
静電容量乗算器は、コンデンサをより大きなコンデンサのように機能させるように設計されています。これは、少なくとも 2 つの方法で実現できます。
- トランジスタやオペアンプなどのデバイスを使用した能動回路
- オートトランスフォーマーを使用した受動回路。これらは通常、校正標準に使用されます。General Radio / IET labs 1417 はその一例です。
コンデンサ乗算器を使用すると、実際のコンデンサでは実現不可能な低周波フィルタや長時間タイミング回路が可能になります。もう 1 つの用途は、クラス Aアンプなど、非常に低いリップル電圧 (負荷時) が最も重要となるDC電源です。
トランジスタベース
ここで、コンデンサ C1 の静電容量は、トランジスタの電流ゲイン (β) とほぼ掛け合わされます。
Q がない場合、R2 がコンデンサの負荷になります。Q がある場合、C1 にかかる負荷は、単に負荷電流が (β + 1) 倍に減少したものになります。その結果、負荷から見た場合、C1 は (β + 1) 倍に増加しているように見えます。
別の方法としては、この回路を、コンデンサ C1 がベース電圧を一定に保ち、負荷に入力インピーダンス Q1: R2 を (1 + β) 倍したエミッタ フォロワとして考えます。これにより、出力電流は電源ライン電圧ノイズに対してさらに安定します。
オペアンプベース
ここで、コンデンサC1の静電容量は抵抗比で乗算されます：ViノードでのC = C1 * R1 / R2。[1]
合成された容量は、R2 にほぼ等しい直列抵抗をもたらし、OP の入力オフセットのために容量全体に漏れ電流が発生します。これらの問題は、2 つのオペアンプを備えた回路によって回避できます。この回路では、必要に応じて OP1 への入力を AC 結合することができ、R1 と R2 の比率を可変にすることで容量を可変にすることができます。C = C1 * (1 + (R2 / R1))。[1]
上記の回路では静電容量は接地されていますが、浮遊静電容量乗算器も可能です。
負の容量乗算器は負のインピーダンス変換器で作成できます。[1]
オートトランスベース
これらは、高精度の低容量コンデンサの静電容量を 2 つの[明確化が必要]トランスを使用して乗算することにより、大容量 (たとえば 1 F) の正確な値を合成することを可能にします。その機能は、汎用回路要素としてではなく、参照標準として機能します。結果として得られるデバイスは 4 端子要素であり、DC では使用できません。
参考文献
- ^ abc Op Amp Circuit Collection、National Semiconductor アプリケーションノート AN-31、National Semiconductor Applications Handbook、1994、p. 86 に転載。
- IET Labs 1417 4端子静電容量標準