Введение
Мультипликатор емкости предназначен для того, чтобы конденсатор работал как конденсатор значительно большей емкости. Этого можно достичь как минимум двумя способами. Активная схема, использующая такое устройство, как транзистор или операционный усилитель, и пассивная схема, использующая автотрансформаторы. Автотрансформаторы обычно применяются для эталонных стандартов калибровки. Модель General Radio / IET labs 1417 – один из таких примеров. Мультипликаторы емкости делают возможным создание низкочастотных фильтров и схем длительной задержки, которые были бы непрактичны при использовании реальных конденсаторов. Другое применение – в источниках питания постоянного тока, где крайне важно обеспечить очень низкий пульсационный ток (под нагрузкой), например, в усилителях класса А.
A passive circuit, using autotransformers. These are typically used for calibration standards. The General Radio / IET labs 1417 is one such example. Capacitor multipliers make low frequency filters and long duration timing circuits possible that would be impractical with actual capacitors. Another application is in DC power supplies where very low ripple voltage (under load) is of paramount importance, such as in class A amplifiers.
Транзисторы
Здесь емкость конденсатора C1 умножается примерно на коэффициент усиления по току транзистора (β). Без Q, R2 был бы нагрузкой для конденсатора. При наличии Q, нагрузка на C1 становится просто током нагрузки, уменьшенным в (β + 1) раз. Следовательно, с точки зрения нагрузки, C1 выглядит увеличенным в (β + 1) раз. Альтернативный подход – рассматривать эту схему как повторитель напряжения на эмиттере, где конденсатор C1 поддерживает постоянное напряжение на базе, а нагрузкой является входное сопротивление Q1: R2, умноженное на (1 + β). Это значительно стабилизирует выходной ток по отношению к помехам в сети электропитания.
На базе операционного усилителя
Здесь емкость конденсатора C1 умножается на отношение сопротивлений: C = C1 * R1 / R2 в точке Vi. Синтезированная емкость также вносит последовательное сопротивление, приблизительно равное R2, и возникает ток утечки через емкость из-за входных смещений операционного усилителя. Эти проблемы можно избежать, используя схему с двумя операционными усилителями. В этой схеме вход OP1 может быть соединен переменным током при необходимости, а емкость можно сделать переменной, изменяя отношение R1 к R2. C = C1 * (1 + (R2 / R1)). В описанных выше схемах емкость заземлена, но возможны умножители емкости с плавающим выводом. Умножитель отрицательной емкости можно создать с помощью преобразователя отрицательного импеданса.
на основе автотрансформатора
Они позволяют синтезировать точные значения большой емкости (например, 1 Ф) путем умножения емкости высокоточного конденсатора меньшего номинала с помощью двух трансформаторов. Он функционирует как эталонный стандарт, а не как элемент схемы общего назначения. Полученное устройство является четырехполюсным элементом и не может использоваться при постоянном токе.