사물인터넷(IoT)과 웨어러블 스마트 기기의 확산으로 인해 고해상도 센서 인터페이스 시스템에 대한 요구가 급증하면서, 정전용량 감지 트랜스듀서의 활용이 광범위해졌다. 이러한 트랜스듀서는 저잡음 및 저전력 특성을 바탕으로 환경 및 생체의학 센싱을 포함한 다양한 응용에 적합하다는 점에서 높이 평가된다. 그러나 전력 효율을 유지하면서 고해상도 정전용량 센서 인터페이스 시스템을 설계하는 일은 여전히 어렵다. 본 연구는 고해상도이면서 에너지 효율적인 고역통과(HP) $\Delta \Sigma$ 정전용량-대-디지털 변환기(CDC) 아키텍처를 제안한다. 제안된 아키텍처에는 2차 HP $\Delta \Sigma$ 모듈레이터( $\Delta \Sigma \text{M}$ )와 연속시간 정전용량-대-전압 변환기(CT CVC)가 포함된다. 제안된 CDC는 5.85 aFrms의 우수한 정전용량 분해능을 달성하며, 46 fJ/conversion-step의 전력 효율과 187.4 dB의 FoMS를 보인다. 전력 효율이 더 우수하도록 설계된 HP $\Delta \Sigma \text{M}$ 는 고해상도 정전용량 센서 응용을 위한 유망한 해결책을 제공한다. 최신 기술과 비교하여, 제안된 CDC는 FoMW를 경쟁적으로 유지하면서 2 $\times$ 이상의 FoMS 향상을 달성한다.

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