Perjungiamo maitinimo įtaka operaciniams stiprintuvams
Prieš analoginiam signalui patenkant į ADC lustą, signalo kondicionavimui būtina naudoti operacinį stiprintuvą, kad būtų užtikrintas reikiamas lygio konvertavimas, filtravimas, ADC lusto tvarkyklė ir pan. Kai operacinis stiprintuvas jungiasi su ADC, jį lengvai veikia maitinimo šaltinis, o tai taip pat turi įtakos ADC lusto gavimo stabilumui. 2 paveiksle yra tipinė operacinio stiprintuvo ir ADC sąsajos schema.
Daugumos ADC lustų analoginiame įvesties gale yra diskretizavimo kondensatorius Cin, o rezistorius R1 riboja operacinio stiprintuvo išėjimo srovę. Keraminis kondensatorius C1, kuris yra kelis kartus didesnis už mėginių ėmimo kondensatorių, greitai įkrauna mėginių ėmimo kondensatorių Cin per C1, kai jungiklis SW uždarytas. Konkrečios R1 ir C1 reikšmės yra susijusios su operacinio stiprintuvo stabilumu, nustatymo laiku, ADC diskretizavimo laiku ir reikalingu atrankos tikslumu.
Reikėtų pažymėti, kad operacinio stiprintuvo maitinimas taip pat vaidina svarbų vaidmenį aukščiau minėtame procese. Operacinio stiprintuvo kondensatoriaus įkrovimo laikotarpiu iš karto reikalinga didelė srovė, o nepakankamas perjungiamojo maitinimo šaltinio apkrovos reakcijos laikas sukels didelį galios pulsavimą, kuris turės įtakos operacinio stiprintuvo išėjimui. Pavyzdžiui, jei naudojamas C{{0}}Cin=250pF, kai SW persijungia iš kito kanalo (darant prielaidą, kad -5V) į AI0 kanalą (darant prielaidą, kad plius 5 V), Cin persijungia nuo -5V iki įtampos plius 5 V C1. C1 greitai įkrauna Cin, o galutinė įtampa yra (5V × 10-5V)/11=4.09V, operacinio stiprintuvo išvestį reikia pakeisti iš 5V į 4,09V. Jei R1 yra per mažas, tai gali lengvai sukelti stabilumo problemų operacinio stiprintuvo išvestyje, taip pat gali paveikti operacinio stiprintuvo išėjimo srovę ir taip paveikti maitinimo įtampą.
Ypač naudojant įkrovimo siurblį, kad būtų tiekiamas nedidelis neigiamas maitinimas operaciniam stiprintuvui VCC, įkrovimo siurblio išėjimo įtampai mažėjant didėjant apkrovai poveikis tampa akivaizdesnis. Palyginimui, buvo nustatyta, kad kai operacinis stiprintuvas naudoja nuolatinės srovės linijinį reguliuojamą maitinimo šaltinį, 12 bitų ADC gavimo rezultatai yra labai stabilūs, o rezultatai gali skirtis mažiau nei 1 LSB; Priešingai, naudojant įkrovimo siurblio įrenginius, jei įkrovimo siurblio išėjime nėra didelio filtro, ADC gavimo rezultatai gali supurtyti iki 3LSB. Jei R1 padidinamas iki 100 Ω ir C1=10Cin, neatsižvelgiant į operacinio stiprintuvo išėjimo varžą, * maksimali operacinio stiprintuvo išėjimo srovė yra (5-4.09) V/100 Ω{ {9}}.1mA), kuri yra mažesnė už * didžiausią tipiško operacinio stiprintuvo išėjimo srovę. Bet jei R1 yra per didelis, tai žymiai sumažins signalo dažnį, kurį gali rinkti ADC. ADC „sekant“ šį kanalą, operacinis stiprintuvas negali užbaigti C1 ir Cin įkrovimo, todėl tarp diskretizavimo ir operacinio stiprintuvo įvesties susidaro didelis įtampos skirtumas, o tai gali sukelti harmoninius iškraipymus.
