Η επίδραση της μεταγωγής τροφοδοτικού στους λειτουργικούς ενισχυτές
Προτού το αναλογικό σήμα εισέλθει στο τσιπ ADC, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε έναν λειτουργικό ενισχυτή για τη ρύθμιση του σήματος για να παρέχει την απαραίτητη μετατροπή στάθμης, φιλτράρισμα, πρόγραμμα οδήγησης τσιπ ADC και ούτω καθεξής. Όταν ο λειτουργικός ενισχυτής διασυνδέεται με το ADC, επηρεάζεται εύκολα από το τροφοδοτικό, το οποίο επηρεάζει επίσης τη σταθερότητα της απόκτησης του τσιπ ADC. Το σχήμα 2 είναι ένα τυπικό διάγραμμα διεπαφής μεταξύ ενός λειτουργικού ενισχυτή και ενός ADC.
Τα περισσότερα τσιπ ADC έχουν έναν πυκνωτή δειγματοληψίας Cin στο αναλογικό άκρο εισόδου και η αντίσταση R1 περιορίζει το ρεύμα εξόδου του λειτουργικού ενισχυτή. Ο κεραμικός πυκνωτής C1, ο οποίος είναι αρκετές φορές μεγαλύτερος από τον πυκνωτή δειγματοληψίας, φορτίζει γρήγορα τον πυκνωτή δειγματοληψίας Cin έως C1 όταν ο διακόπτης SW είναι κλειστός. Οι συγκεκριμένες τιμές των R1 και C1 σχετίζονται με τη σταθερότητα του λειτουργικού ενισχυτή, τον χρόνο εγκατάστασης, τον χρόνο δειγματοληψίας ADC και την απαιτούμενη ακρίβεια δειγματοληψίας.
Πρέπει να σημειωθεί ότι σημαντικό ρόλο στην παραπάνω διαδικασία παίζει και η παροχή ρεύματος του λειτουργικού ενισχυτή. Κατά τη διάρκεια της περιόδου φόρτισης του πυκνωτή του λειτουργικού ενισχυτή, απαιτείται άμεσα μεγάλη ποσότητα ρεύματος και ο ανεπαρκής χρόνος απόκρισης φορτίου της τροφοδοσίας μεταγωγής θα προκαλέσει σημαντικό κυματισμό ισχύος, επηρεάζοντας την έξοδο του λειτουργικού ενισχυτή. Για παράδειγμα, εάν χρησιμοποιείται C{{0}}Cin=250pF, όταν το SW αλλάζει από άλλο κανάλι (υποθέτοντας -5V) σε κανάλι AI0 (υποθέτοντας συν 5V), το Cin αλλάζει από -5V στην τάση συν 5V στο C1. Το C1 φορτίζει γρήγορα το Cin και η τελική τάση είναι (5V × 10-5V)/11=4.09V, η έξοδος του λειτουργικού ενισχυτή πρέπει να αλλάξει από 5V σε 4,09V. Εάν το R1 είναι πολύ μικρό, μπορεί εύκολα να προκαλέσει προβλήματα σταθερότητας στην έξοδο του λειτουργικού ενισχυτή και μπορεί επίσης να επηρεάσει το ρεύμα εξόδου του λειτουργικού ενισχυτή, επηρεάζοντας την τάση τροφοδοσίας.
Ειδικά όταν χρησιμοποιείτε μια αντλία φόρτισης για την παροχή μικρής αρνητικής τροφοδοσίας στον λειτουργικό ενισχυτή VCC, το χαρακτηριστικό της τάσης εξόδου της αντλίας φόρτισης που μειώνεται με την αύξηση του φορτίου κάνει το αποτέλεσμα πιο εμφανές. Συγκριτικά, διαπιστώθηκε ότι όταν ο λειτουργικός ενισχυτής χρησιμοποιεί μια γραμμική ρυθμιζόμενη τροφοδοσία DC, τα αποτελέσματα απόκτησης ADC 12 bit είναι πολύ σταθερά και τα αποτελέσματα μπορεί να διαφέρουν λιγότερο από 1 LSB. Αντίθετα, όταν χρησιμοποιείτε συσκευές αντλίας φόρτισης, εάν η έξοδος της αντλίας φόρτισης δεν έχει μεγάλο φίλτρο, τα αποτελέσματα απόκτησης ADC μπορούν να ανακινηθούν έως και 3LSB. Εάν το R1 αυξηθεί στα 100 Ω και το C{5}}Cin, χωρίς να ληφθεί υπόψη η αντίσταση εξόδου του λειτουργικού ενισχυτή, το * μέγιστο ρεύμα εξόδου του λειτουργικού ενισχυτή είναι (5-4.09) V/100 Ω{ {9}}.1mA), το οποίο είναι μικρότερο από το * μέγιστο ρεύμα εξόδου ενός τυπικού λειτουργικού ενισχυτή. Αλλά εάν το R1 είναι πολύ μεγάλο, θα μειώσει σημαντικά τη συχνότητα σήματος που μπορεί να συλλέξει το ADC. Κατά την "παρακολούθηση" αυτού του καναλιού από το ADC, ο λειτουργικός ενισχυτής δεν μπορεί να ολοκληρώσει τη φόρτιση των C1 και Cin, με αποτέλεσμα μια σημαντική διαφορά στην τάση μεταξύ της δειγματοληψίας και της εισόδου του λειτουργικού ενισχυτή, η οποία μπορεί να προκαλέσει αρμονική παραμόρφωση.
