基于弛豫振荡器的 R-C 传感器电路设计分析与实验验证
系统与控制
2023-07-18 v1 系统与控制
摘要
基于弛豫振荡器的电路被广泛用于连接各种电阻式和电容式传感器。大多数电阻式和电容式传感器的电等效模型用电阻与电容的并联组合表示。基于弛豫振荡器的电路不适用于并联 R-C 传感器。本文提出一种用于并联 R-C 传感器的改进电路。所提出的基于弛豫振荡器的电路基于双斜率与电荷转移技术，分别测量并联 R-C 传感器的电阻和电容。此外，本文通过考虑各种非理想性来源，对振荡器设计提供了详细的分析与设计考量。还介绍了一种利用单周期平均降低误差的方法。为验证所分析的设计准则，该电路使用具有不同非理想性的多种运算放大器进行了测试。实验结果验证了所提电路的性能。该电路在并联 R-C 传感器 10 pF 至 42 pF 和 100 k 至 1 M 范围内测试，误差小于 1.5%。该电路还使用 fabricated 水位传感器进行了测试，结果证实了所提电路的有效性。
引用
@article{arxiv.2307.07822,
title = {Design Analysis and Experimental Validation of Relaxation Oscillator-Based Circuit for R-C Sensors},
author = {Mohamad Idris Wani and Sadan Saquib Khan and Benish Jan and Meraj Ahmad and Maryam Shojaei Baghini and Laxmeesha Somappa and Shahid Malik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.07822},
year = {2023}
}