A kapcsolóüzemű tápegység hatása a műveleti erősítőkre
Mielőtt az analóg jel belépne az ADC chipbe, műveleti erősítőt kell használni a jelkondicionáláshoz, hogy biztosítsa a szükséges szintkonverziót, szűrést, ADC chip meghajtót és így tovább. Amikor a műveleti erősítő interfész az ADC-vel, könnyen befolyásolja a tápegység, ami szintén befolyásolja az ADC chip beszerzésének stabilitását. A 2. ábra egy tipikus interfész diagram egy műveleti erősítő és egy ADC között.
A legtöbb ADC chip Cin mintavevő kondenzátorral rendelkezik az analóg bemenet végén, és az R1 ellenállás korlátozza a műveleti erősítő kimeneti áramát. A C1 kerámia kondenzátor, amely többszöröse a mintavevő kondenzátoré, gyorsan feltölti a Cin mintavevő kondenzátort C1-en keresztül, amikor az SW kapcsoló zárva van. Az R1 és C1 fajlagos értékei a műveleti erősítő stabilitásához, a létrehozási időhöz, az ADC mintavételi idejéhez és a szükséges mintavételi pontossághoz kapcsolódnak.
Kiemelendő, hogy a fenti folyamatban a műveleti erősítő tápellátása is jelentős szerepet játszik. A műveleti erősítő kondenzátor töltési periódusa alatt azonnal nagy áramerősségre van szükség, és a kapcsoló tápegység elégtelen terhelési válaszideje jelentős teljesítmény hullámzást okoz, ami befolyásolja a műveleti erősítő kimenetét. Például, ha a C{{0}}Cin=250pF-et használjuk, amikor az SW másik csatornáról (-5V) AI0 csatornára vált (plusz 5 V esetén), a Cin átvált -5V-ról a feszültségre plusz 5 V a C1-en. A C1 gyorsan tölti a Cin-t, és a végső feszültség (5V × 10-5V)/11=4.09V, a műveleti erősítő kimenetét 5 V-ról 4,09 V-ra kell módosítani. Ha az R1 túl kicsi, az könnyen stabilitási problémákat okozhat a műveleti erősítő kimenetében, és hatással lehet a műveleti erősítő kimeneti áramára is, befolyásolva a tápfeszültséget.
Különösen akkor, ha töltőszivattyút használunk a VCC műveleti erősítő kis mértékű negatív tápellátására, a töltőszivattyú kimeneti feszültségének a terhelés növekedésével csökkenő jellemzője nyilvánvalóbbá teszi a hatást. Összehasonlításképpen azt találtuk, hogy ha a műveleti erősítő egyenáramú, lineárisan szabályozott tápegységet használ, a 12 bites ADC gyűjtési eredmények nagyon stabilak, és az eredmények kevesebb, mint 1 LSB-vel változhatnak; Ezzel szemben töltőszivattyús eszközök használatakor, ha a töltőszivattyú kimenete nem rendelkezik nagy szűrővel, az ADC gyűjtési eredményei akár 3LSB-t is megrázhatnak. Ha az R1-et 100 Ω-ra és C1=10Cin-re növeljük, a műveleti erősítő kimeneti ellenállásának figyelembevétele nélkül, a műveleti erősítő * maximális kimeneti árama (5-4.09) V/100 Ω{ {9}}.1mA), amely kisebb, mint egy tipikus műveleti erősítő * maximális kimeneti árama. De ha az R1 túl nagy, az jelentősen csökkenti az ADC által gyűjthető jel frekvenciáját. Ennek a csatornának az ADC általi "követése" során a műveleti erősítő nem tudja befejezni a C1 és Cin töltését, ami jelentős feszültségkülönbséget eredményez a mintavételezés és a műveleti erősítő bemenete között, ami harmonikus torzítást okozhat.
