Влиянието на импулсното захранване върху операционните усилватели
Преди аналоговият сигнал да влезе в ADC чипа, е необходимо да се използва операционен усилвател за кондициониране на сигнала, за да се осигури необходимото преобразуване на ниво, филтриране, драйвер 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 между операционен усилвател и ADC.
Повечето ADC чипове имат кондензатор за вземане на проби Cin в края на аналоговия вход, а резисторът R1 ограничава изходния ток на операционния усилвател. Керамичният кондензатор C1, който е няколко пъти по-голям от кондензатора за вземане на проби, бързо зарежда кондензатора за вземане на проби Cin през C1, когато ключът SW е затворен. Специфичните стойности на R1 и C1 са свързани със стабилността на операционния усилвател, времето за установяване, времето за вземане на проби от ADC и изискваната точност на вземане на проби.
Трябва да се отбележи, че захранването на операционния усилвател също играе важна роля в горния процес. По време на периода на зареждане на кондензатора на операционния усилвател е необходимо незабавно голямо количество ток и недостатъчното време за реакция при натоварване на импулсното захранване ще причини значителна пулсация на мощността, засягаща изхода на операционния усилвател. Например, ако се използва C{{0}}Cin=250pF, когато SW превключи от друг канал (приемайки -5V) към канал AI0 (приемайки плюс 5V), Cin превключва от -5V към напрежението плюс 5V на C1. C1 бързо зарежда Cin и крайното напрежение е (5V × 10-5V)/11=4.09V, изходът на операционния усилвател трябва да се промени от 5V на 4,09V. Ако R1 е твърде малък, това може лесно да причини проблеми със стабилността в изхода на операционния усилвател и може също така да повлияе на изходния ток на операционния усилвател, засягайки захранващото напрежение.
Особено когато се използва зарядна помпа за осигуряване на малко отрицателно захранване към операционния усилвател VCC, характеристиката на изходното напрежение на зарядната помпа, намаляваща с увеличаване на натоварването, прави ефекта по-очевиден. За сравнение беше установено, че когато операционният усилвател използва DC линейно регулирано захранване, резултатите от 12-битовото ADC придобиване са много стабилни и резултатите могат да варират с по-малко от 1 LSB; За разлика от това, когато се използват устройства с помпа за зареждане, ако изходът на помпата за зареждане няма голям филтър, резултатите от придобиването на ADC могат да се разклатят до 3LSB. Ако R1 се увеличи до 100 Ω и C1=10Cin, без да се взема предвид изходното съпротивление на операционния усилвател, * максималният изходен ток на операционния усилвател е (5-4.09) V/100 Ω{ {9}}.1mA), което е по-малко от * максималния изходен ток на типичен операционен усилвател. Но ако R1 е твърде голям, това значително ще намали честотата на сигнала, който ADC може да събере. По време на „проследяването“ на този канал от ADC, операционният усилвател не може да завърши зареждането на C1 и Cin, което води до значителна разлика в напрежението между вземането на проби и входа на операционния усилвател, което може да причини хармонично изкривяване.
