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电容代理商倍增电路研究进展

作者: 发布时间:2021-07-12 11:44:28点击:109

 电容代理商近年来,便携式、可穿戴式、植入式等医疗仪器逐渐受到关注,而用于生理信号前端处理的集成电路,包括与传感器接口电路、放大器、滤波器等,在这些小型、微型医疗仪器中起着至关重要的作用,直接决定所获取信号的质量,影响后续的分析与进一步处理。

电容代理商由于所面对的是生理信号,频率通常在接近0~10 kHz,例如光电容积脉搏波信号甚至可以低至0.6~15 Hz,这对于模拟滤波器的设计来说是极大的挑战,因为通常连续时间的模拟滤波器的截止频率与时间常数因子RC(R为电阻、C为电容)成反比关系,也就是实现极低的截止频率需要高数值的电阻和电容,而这些无源器件在集成电路中通常对应很可观的芯片面积,这将直接导致高成本,从而不适合采用集成电路实现。因此,有许多研究人员开始尝试设计电路代替高数值的电容,即用电容倍增电路,得到等效的高电容值,以此实现大的时间常数,从而得到全集成的低截止频率的滤波器。

电容代理商电流模式电容倍增电路,在现有的电容倍增电路中,电流模式的电容倍增电路发展最早,它也是被研究和使用最多的结构。在输入电压一定的情况下,等效输入阻抗与输入电流成反比,因此如果在相同输入电压下将输入电流加倍,则等效输入阻抗减小至原来的1/2,对于电容来讲,等效电容值增加相应倍数。基于此原理,Silva-Martinez等提出了电容倍增电路常数,从而得到全集成的低截止频率的滤波器。

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