Пояснення впливу імпульсного джерела живлення на операційний підсилювач
Загалом, перш ніж аналогові сигнали надходять на мікросхему АЦП, операційні підсилювачі слід використовувати для кондиціювання сигналу, щоб забезпечити необхідне перетворення рівня, фільтрацію, управління мікросхемою АЦП тощо. Коли операційний підсилювач з’єднується з АЦП, на нього легко впливає джерело живлення, що також впливає на стабільність отримання мікросхеми АЦП. На рис. 2 представлена типова схема інтерфейсу операційного підсилювача та АЦП.
Більшість аналогових вхідних клем мікросхем АЦП мають вибірковий конденсатор Cin, а резистор R1 обмежує вихідний струм операційного підсилювача. Коли перемикач SW замкнутий, керамічний конденсатор C1 кілька разів більше конденсатора вибірки швидко заряджає конденсатор вибірки Cin через C1. Конкретні значення R1 і C1 пов'язані зі стабільністю операційного підсилювача, часом встановлення, часом дискретизації АЦП і необхідною точністю дискретизації.
Тут слід зазначити, що джерело живлення операційного підсилювача також відіграє велику роль у вищезгаданому процесі. Коли конденсатор заряджається операційним підсилювачем, миттєво потрібен великий струм, а час реакції на навантаження імпульсного джерела живлення недостатній, що спричинить великі пульсації джерела живлення та вплине на вихід операційного підсилювача. Наприклад, якщо C{{0}}Cin=250pF, тоді коли SW перемикається з іншого каналу (припускаючи -5V) на канал AI0 (припускаючи +5V ), Cin переключиться з -5V на напругу +5V на C1, і C1 швидко зарядить Cin. * Остаточна напруга становить (5 В × 10-5 В)/11=4,09 В, а вихідна напруга операційного підсилювача становитиме від 5 В.
Особливо, коли насос заряду використовується для забезпечення невеликого негативного джерела живлення операційного підсилювача -VCC, вихідна напруга насоса заряду зменшується зі збільшенням навантаження, що робить ефект більш очевидним. Виявлено, що коли операційний підсилювач використовує лінійне регульоване джерело живлення постійного струму, результати отримання 12-розрядного АЦП є дуже стабільними, а варіація результатів може бути нижче 1LSB. Навпаки, коли використовується пристрій накачування заряду, якщо вихідний сигнал накачування заряду не сильно відфільтрований, результат отримання АЦП коливатиметься до 3LSB. Якщо R1 збільшити до 100 Ом, C1=10Cin. Без урахування вихідного опору операційного підсилювача * значення вихідного струму операційного підсилювача має становити (5-4.09)В/100 Ом=9.1 мА), що менше, ніж * великий вихідний струм загального операційного підсилювача. Однак, якщо R1 занадто великий, це, очевидно, зменшить частоту сигналу, який може бути зібраний АЦП. Під час «відстеження» цього каналу АЦП операційний підсилювач не може завершити зарядку C1 і Cin, що робить різницю між цією дискретизацією та напругою на вхідних клемах операційного підсилювача великою, що спричинить гармонійні спотворення.
