Επεξήγηση της επίδρασης της τροφοδοσίας μεταγωγής στον λειτουργικό ενισχυτή
Γενικά, προτού εισέλθουν αναλογικά σήματα στο τσιπ ADC, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται λειτουργικοί ενισχυτές για τη ρύθμιση του σήματος για την παροχή της απαραίτητης μετατροπής επιπέδου, φιλτραρίσματος, οδήγησης τσιπ ADC και ούτω καθεξής. Όταν ο λειτουργικός ενισχυτής διασυνδέεται με το ADC, επηρεάζεται εύκολα από την παροχή ρεύματος, η οποία επηρεάζει επίσης τη σταθερότητα της απόκτησης τσιπ ADC. Το Σχ. 2 είναι ένα τυπικό διάγραμμα διεπαφής ενός λειτουργικού ενισχυτή και ενός ADC.
Οι περισσότεροι ακροδέκτες αναλογικής εισόδου στα τσιπ ADC έχουν πυκνωτή δειγματοληψίας Cin και η αντίσταση R1 περιορίζει το ρεύμα της εξόδου του λειτουργικού ενισχυτή. Όταν ο διακόπτης SW είναι κλειστός, ο κεραμικός πυκνωτής C1 πολλές φορές ο πυκνωτής δειγματοληψίας φορτίζει γρήγορα τον πυκνωτή δειγματοληψίας Cin έως C1. Οι συγκεκριμένες τιμές των R1 και C1 σχετίζονται με τη σταθερότητα του λειτουργικού ενισχυτή, τον χρόνο καθίζησης, τον χρόνο δειγματοληψίας του ADC και την απαιτούμενη ακρίβεια δειγματοληψίας.
Εδώ θα πρέπει να επισημανθεί ότι μεγάλο ρόλο στην παραπάνω διαδικασία θα παίξει και η τροφοδοσία του λειτουργικού ενισχυτή. Όταν ο πυκνωτής φορτίζεται από τον λειτουργικό ενισχυτή, χρειάζεται αμέσως μεγάλο ρεύμα και ο χρόνος απόκρισης φορτίου του τροφοδοτικού μεταγωγής δεν είναι αρκετός, γεγονός που θα προκαλέσει μεγάλο κυματισμό τροφοδοσίας και θα επηρεάσει την έξοδο του λειτουργικού ενισχυτή. Για παράδειγμα, εάν C{{0}}Cin=250pF, τότε όταν το SW αλλάζει από άλλο κανάλι (υποθέτοντας -5V) σε κανάλι AI0 (υποθέτοντας +5V ), το Cin θα αλλάξει από -5V στην τάση του +5V στο C1 και το C1 θα φορτίσει γρήγορα το Cin. * Η τελική τάση είναι (5V×10-5V)/11=4,09V και η έξοδος του λειτουργικού ενισχυτή θα είναι από 5V.
Ειδικά όταν η αντλία φόρτισης χρησιμοποιείται για την παροχή μικρής αρνητικής τροφοδοσίας στον λειτουργικό ενισχυτή -VCC, η τάση εξόδου της αντλίας φόρτισης μειώνεται με την αύξηση του φορτίου, γεγονός που κάνει το αποτέλεσμα πιο εμφανές. Διαπιστώθηκε ότι όταν ο λειτουργικός ενισχυτής χρησιμοποιεί γραμμική ρυθμιζόμενη τροφοδοσία DC, τα αποτελέσματα απόκτησης 12-bit ADC είναι πολύ σταθερά και η διακύμανση των αποτελεσμάτων μπορεί να είναι κάτω από 1LSB. Αντίθετα, όταν χρησιμοποιείται η συσκευή αντλίας φόρτισης, εάν η έξοδος της αντλίας φόρτισης δεν φιλτράρεται πολύ, το αποτέλεσμα απόκτησης ADC θα κλονιστεί έως και 3 LSB. Εάν το R1 αυξηθεί σε 100Ω, το C1=10Cin. Χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η αντίσταση εξόδου του λειτουργικού ενισχυτή, η τιμή * του ρεύματος εξόδου του λειτουργικού ενισχυτή πρέπει να είναι (5-4.09)V/100Ω=9.1mA), η οποία είναι μικρότερη από την * μεγάλο ρεύμα εξόδου του γενικού λειτουργικού ενισχυτή. Ωστόσο, εάν το R1 είναι πολύ μεγάλο, προφανώς θα μειώσει τη συχνότητα σήματος που μπορεί να συλλεχθεί από το ADC. Κατά την "παρακολούθηση" αυτού του καναλιού από το ADC, ο λειτουργικός ενισχυτής δεν μπορεί να ολοκληρώσει τη φόρτιση C1 και Cin, γεγονός που κάνει τη διαφορά μεταξύ αυτής της δειγματοληψίας και της τάσης ακροδεκτών εισόδου του λειτουργικού ενισχυτή μεγάλη, η οποία θα προκαλέσει αρμονική παραμόρφωση.
