Вплив перемикання джерел живлення на оперативний підсилювач
Перед введенням чіпа ADC, аналогові сигнали, як правило, потребують кондиціонування сигналу за допомогою операційних підсилювачів для забезпечення необхідного перетворення рівня, фільтрації, водіння чіпа ADC тощо. Коли оперативний підсилювач взаємодіє з АЦП, на нього легко впливає джерело живлення, що також впливає на стабільність збору даних ADC Chip. Малюнок 2 - це типова інтерфейсна схема оперативного підсилювача та АЦП.
Більшість мікросхем АЦП мають конденсатор відбору проб на аналоговому вхідному кінці, а резистор R1 обмежує поточний вихід оперативного підсилювача. Керамічний конденсатор C1, який в кілька разів більший, ніж конденсатор відбору проб, швидко заряджає конденсатор відбору проб через C1, коли SW SWIS закривається. Конкретні значення R1 і C1 пов'язані зі стабільністю оперативного підсилювача, часу налаштувань, часу вибірки АЦП та необхідної точності вибірки.
Слід зазначити, що джерело живлення оперативного підсилювача також відіграє значну роль у наведеному вище процесі. Під час процесу зарядки конденсатора оперативним підсилювачем потрібно миттєво значний струм, а час відгуку навантаження джерела живлення комутації недостатній, що спричинить значну пульсацію живлення та вплине на вихід оперативного підсилювача. Наприклад, якщо C {{0}} CIN =250 PF, коли SW перемикається з іншого каналу (припускаючи -5 v) на канал AI0 (якщо припустити {{4} v), CIN -перемикачі з -5 v до напруги на C 1+5}} v. C1 швидко заряджає CIN, а кінцева напруга - (5V × 10-5 V)/11=4. 09V. Вихід оперативного підсилювача повинен змінитися з 5 В до 4.09 В. Якщо R1 занадто малий, це може легко спричинити проблеми стабільності в результаті операційного підсилювача, а також впливати на вихідний струм операційного підсилювача, що впливає на напругу живлення.
Особливо при використанні насоса для заряду для забезпечення невеликого негативного живлення для оперативного підсилювача VCC, характеристика того, що вихідна напруга насоса заряду зменшується зі збільшенням навантаження, робить ефект більш вираженим. Порівняння показує, що коли оперативний підсилювач використовує джерело живлення лінійного регулятора постійного струму, результати придбання 12 -бітів ADC є дуже стабільними, а варіація результатів може досягти менше 1LSB; На відміну від цього, використовуючи пристрої зарядки насоса, якщо не існує значної фільтрації у виході насоса зарядки, результат придбання АЦП може похитнути до 3LSB. Якщо R1 збільшується до 100 ω, C 1=10 хв. Не враховуючи вихідний опір оперативного підсилювача, максимальний вихідний струм операційного підсилювача повинен бути (5-4. 09) V/100 ω =9. 1MA, що менший за максимальний вихідний струм типового операційного підсилювача. Але якщо R1 занадто великий, він значно зменшить частоту сигналу, який АЦП може збирати. Під час "відстеження" цього каналу АЦП оперативне підсилювач не може завершити зарядку С1 та CIN, що призводить до великої різниці між вибіркою та вхідною напругою оперативного підсилювача, що спричинить гармонічне спотворення.
