Switched Capacitor Divider mit LTC1043 - Verständnisfrage

[Michael (Gast)]

Hallo,

ich stehe gerade auf dem Schlauch. Es geht allein schon um das 
Verständnis des LTC1042 mit dem "Divide by 2" Beispiel.

Bei dieser Schaltung sind die Kondensatoren ja zunächst in Reihe 
geschaltet und werden dann parallel geschaltet.

Mein Ansatz wäre, dass die Ladung erhalten bleiben muss:

Vin * (C1*C2)/(C1+C2) = Vout * (C1+C2)

Nun kann man im ersten Schritt ja sagen C1=C2=C, aber auch damit komme 
ich nicht auf Vout/Vin=0.5

Und warum ist es am Ende sogar egal wie groß die beiden Cs sind um den 
Faktor 0,5 zu erreichen?

Vielen Dank für einen Denkanstoss

[Anja (Gast)]

Naja,

ganz egal ist es nicht. Bei großen Toleranzen der Cs dauert es etwas 
länger bis die Schaltung auf der finalen Spannung eingeschwungen ist.

Der Trick ist der daß im 2. Schritt (Cs parallel) die Spannungen gleich 
groß gemacht werden. Beim 3. Schritt haben dann beide schon die gleiche 
Spannung und es wird nur noch der "Fehler" aufgeladen und im 4. Schritt 
auf die Ausgangsspannung verteilt.

Das ganze funktioniert fast perfekt wenn man nur geringe Leckströme hat. 
(PP-Kondensatoren und Ausgangs Op-Amp).

Gruß Anja

[Michael (Gast)]

Ich habe soetwas einfach mal mit zwei TS5A3159 (SPDT Switch) und zwei 
2,2µF Folien Cs aus der Bastelkiste aufgebaut. Der fliegende Aufbau 
teilt so schon auf ca. 10ppm genau (sofern meine beiden Multimeter 
überhaupt so gleich laufen).

Trotzdem wundert es mich, warum ich mit meinem Ladungsansatz nicht zum 
richtigen Ergebnis komme. Verrechne ich mich da nur?

[Ulrich H. (lurchi)]

Die Rechnung über die Ladungen darf man nicht nur für einen Zyklus 
machen, sondern für mehrere Zyklen. Die Kondensatoren sind ja anfangs 
nicht jedes mal leer, sondern haben Ladung vom vorherigen Zyklus. Man 
bekommt also die Spannung nach dem Zyklus als Funktion der vorherigen 
Spannung.

Die genau halbe Spannung wird i.A. nicht nach einer Periode erreicht, 
sondern erst nach vielen Perioden. Mit jedem Zyklus verringert sich die 
Abweichung vom Idealwert um einen gewissen Faktor. Fast gleiche 
Kapazitäten sorgen nur dafür das die Annäherung sehr schnell gehen kann, 
der Endwert ist der gleiche.