วงจรเชื่อมต่อสัญญาณสำหรับการตรวจวัดค่าความจุไฟฟ้า

Abstract

บทความนี้นำเสนอวงจรเชื่อมต่อสัญญาณหรือวงจรอินเทอร์เฟซสำหรับการตรวจวัดค่าความจุไฟฟ้าในเซนเซอร์ชนิดเก็บประจุแบบดิฟเฟอเรนเชียล โดยประยุกต์ใช้หลักการของวงจรแปลงค่าความจุไฟฟ้าเป็นสัญญาณดิจิตอล ชนิดซิกม่าเดลต้า ซึ่งวงจรอินเทอร์เฟซนี้จะทำงานบนหลักการเปลี่ยนค่าความจุไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงในเซนเซอร์ชนิดเก็บประจุไปเป็นค่าดิจิตอลระดับลอจิกสูง “1” และต่ำ “0” โดยวงจรที่นำเสนอประกอบด้วยวงจรแปลงค่าความจุไฟฟ้าเป็นแรงดันไฟฟ้า วงจรอินทิเกรเตอร์ วงจรเปรียบเทียบสัญญาณ วงจรฟลิปฟลอป และวงจรแปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นแอนะล็อกโดยป้อนกลับแบบกระแสไฟฟ้า ผลการจำลองการทำงานวงจรพบว่า วงจรสามารถทำงานได้ตามหลักการที่ออกแบบไว้ โดยมีค่าความผิดพลาดสูงสุดโดยประมาณเท่ากับ 0.6% ที่ค่าความจุไฟฟ้าปกติของเซนเซอร์ (C0) 100 pF ค่าเต็มสเกล เท่ากับ 10 % ความถี่อินพุต (Fin) 100 Hz ความถี่ของสัญญาณนาฬิกา (Fclk) 10 kHz