Обяснение на влиянието на импулсното захранване върху операционния усилвател
Като цяло, преди аналоговите сигнали да влязат в ADC чипа, трябва да се използват операционни усилватели за кондициониране на сигнала, за да осигурят необходимото преобразуване на ниво, филтриране, управление на ADC чип и т.н. Когато операционният усилвател се свързва с ADC, той лесно се влияе от захранването, което също влияе върху стабилността на придобиването на ADC чип. Фигура 2 е типична интерфейсна диаграма на операционен усилвател и ADC.
Повечето аналогови входни клеми в ADC чипове имат кондензатор за вземане на проби Cin, а резисторът R1 ограничава тока на изхода на операционния усилвател. Когато превключвателят SW е затворен, керамичният кондензатор C1 няколко пъти повече от кондензатора за вземане на проби бързо зарежда кондензатора за вземане на проби Cin до C1. Специфичните стойности на R1 и C1 са свързани със стабилността на операционния усилвател, времето за установяване, времето за дискретизация на ADC и изискваната точност на дискретизация.
Тук трябва да се отбележи, че захранването на операционния усилвател също ще играе голяма роля в горния процес. Когато кондензаторът се зарежда от операционния усилвател, незабавно е необходим голям ток и времето за реакция при натоварване на импулсното захранване не е достатъчно, което ще причини големи пулсации на захранването и ще повлияе на изхода на операционния усилвател. Например, ако C{{0}}Cin=250pF, тогава когато SW се превключи от друг канал (приемайки -5V) към канал AI0 (приемайки +5V ), Cin ще превключи от -5V към напрежение от +5V на C1 и C1 ще зареди Cin бързо. * Крайното напрежение е (5V×10-5V)/11=4.09V, а изходът на операционния усилвател ще бъде от 5V.
Особено когато зарядната помпа се използва за осигуряване на малко отрицателно захранване към операционния усилвател -VCC, изходното напрежение на зарядната помпа намалява с увеличаване на натоварването, което прави ефекта по-очевиден. Установено е, че когато операционният усилвател използва DC линейно регулирано захранване, резултатите от придобиването на 12-bit ADC са много стабилни и вариацията на резултатите може да бъде под 1LSB. За разлика от това, когато се използва устройство с помпа за зареждане, ако изходът на помпата за зареждане не е силно филтриран, резултатът от придобиването на ADC ще се разклати до 3LSB. Ако R1 се увеличи до 100Ω, C1=10Cin. Без да се взема предвид изходното съпротивление на операционния усилвател, * стойността на изходния ток на операционния усилвател трябва да бъде (5-4.09)V/100Ω=9.1mA), което е по-малко от * голям изходен ток на общия операционен усилвател. Въпреки това, ако R1 е твърде голям, това очевидно ще намали честотата на сигнала, който може да бъде събран от ADC. По време на "проследяването" на този канал от ADC, операционният усилвател не може да завърши зареждането на C1 и Cin, което прави разликата между това вземане на проби и напрежението на входния терминал на операционния усилвател голяма, което ще причини хармонично изкривяване.
