Ефектите от превключващите захранвания върху оперативния усилвател
Преди да влезете в ADC чипа, аналоговите сигнали обикновено изискват кондициониране на сигнала, използвайки оперативни усилватели, за да осигурят необходимото преобразуване на ниво, филтриране, задвижване на ADC чип и т.н. Когато оперативният усилвател взаимодейства с ADC, той лесно се влияе от захранването, което също влияе върху стабилността на събирането на данни на ADC чипа. Фигура 2 е типична интерфейсна диаграма на оперативен усилвател и ADC.
Повечето ADC чипове имат кондензатор за вземане на проби в аналоговия входен край, а резисторът R1 ограничава текущия изход на оперативния усилвател. Керамичният кондензатор С1, който е няколко пъти по -голям от кондензатора за вземане на проби, бързо зарежда кондензатора за вземане на проби през C1, когато превключвателят SW е затворен. Специфичните стойности на R1 и С1 са свързани със стабилността на оперативния усилвател, времето за настройка, времето за вземане на проби ADC и необходимата точност на вземане на проби.
Трябва да се отбележи, че захранването на оперативния усилвател също играе значителна роля в горния процес. По време на процеса на зареждане на кондензатора от оперативния усилвател е необходим голям ток, а времето за реакция на натоварване на превключващото захранване е недостатъчно, което ще доведе до значителна пулсация на мощността и ще повлияе на изхода на оперативния усилвател. Например, ако c {{0}} cin =250 pf, когато SW превключи от друг канал (ако приеме -5 v) към AI0 канал (ако приемем +5 v), CIN превключва от -5 V to the Volege на C 1+5} v. C1 бързо зарежда CIN, а крайното напрежение е (5V × 10-5 V)/11=4. 09V. Изходът на оперативния усилвател трябва да се промени от 5V до 4.09V. Ако R1 е твърде малък, това може лесно да причини проблеми със стабилността в изхода на оперативния усилвател и също така да окаже влияние върху изходния ток на оперативния усилвател, влияещ върху напрежението на захранването.
Особено когато използвате помпа за зареждане, за да осигурите малко отрицателно захранване на оперативния усилвател VCC, характеристиката, че изходното напрежение на зареждащата помпа намалява с увеличаване на товара, прави ефекта по -изразен. Сравнението показва, че когато оперативният усилвател използва DC линеен регулатор захранване, резултатите от 12 -битово придобиване на ADC са много стабилни и вариацията на резултатите може да достигне по -малко от 1LSB; За разлика от това, когато използвате устройства за зареждане на помпата, ако няма значително филтриране в изхода на помпата за зареждане, резултатът от придобиване на ADC може да се разклати до 3LSB. Ако R1 се увеличи до 100 Ω, C 1=10 мин. Без да се отчита съпротивлението на изхода на оперативния усилвател, трябва да бъде максималният изходен ток на оперативния усилвател (5-4. 09) v/100 Ω =9. 1MA, който е по -малък от максималния изходен ток на типичен оперативен усилвател. Но ако R1 е твърде голям, това ще намали значително честотата на сигнала, който ADC може да събира. По време на "проследяването" на този канал на ADC, оперативният усилвател не може да завърши зареждането на C1 и CIN, което води до голяма разлика между вземането на проби и входното напрежение на оперативния усилвател, което ще доведе до хармонично изкривяване.
