Vplyv spínaného napájania na prevádzkové zosilňovače
Predtým, ako analógový signál vstúpi do čipu ADC, je potrebné použiť operačný zosilňovač na úpravu signálu, aby sa zabezpečila potrebná konverzia úrovne, filtrovanie, ovládač čipu ADC atď. Keď je operačný zosilňovač prepojený s ADC, je ľahko ovplyvnený napájaním, čo tiež ovplyvňuje stabilitu získavania čipu ADC. Obrázok 2 je typický diagram rozhrania medzi operačným zosilňovačom a ADC.
Väčšina čipov ADC má na analógovom vstupe vzorkovací kondenzátor Cin a odpor R1 obmedzuje výstupný prúd operačného zosilňovača. Keramický kondenzátor C1, ktorý je niekoľkonásobne väčší ako vzorkovací kondenzátor, rýchlo nabije vzorkovací kondenzátor Cin cez C1 pri zopnutí spínača SW. Konkrétne hodnoty R1 a C1 súvisia so stabilitou operačného zosilňovača, časom vytvorenia, časom vzorkovania ADC a požadovanou presnosťou vzorkovania.
Je potrebné zdôrazniť, že napájanie operačného zosilňovača tiež zohráva významnú úlohu vo vyššie uvedenom procese. Počas doby nabíjania kondenzátora operačného zosilňovača je okamžite potrebné veľké množstvo prúdu a nedostatočná doba odozvy záťaže spínaného zdroja spôsobí značné zvlnenie výkonu, ktoré ovplyvní výstup operačného zosilňovača. Ak sa napríklad použije C{{0}}Cin=250pF, keď sa SW prepne z iného kanála (za predpokladu -5V) na kanál AI0 (za predpokladu+5V ), Cin sa prepne z -5V na napätie+5V na C1. C1 rýchlo nabíja Cin a konečné napätie je (5V × 10-5V)/11=4,09V, výstup operačného zosilňovača je potrebné zmeniť z 5V na 4,09V. Ak je R1 príliš malý, môže to ľahko spôsobiť problémy so stabilitou na výstupe operačného zosilňovača a môže tiež ovplyvniť výstupný prúd operačného zosilňovača a ovplyvniť napájacie napätie.
Najmä pri použití nabíjacej pumpy na poskytovanie malého záporného napájania operačného zosilňovača VCC, charakteristika výstupného napätia nabíjacej pumpy klesajúcej so zvyšujúcou sa záťažou robí tento efekt zrejmejším. Porovnaním sa zistilo, že keď operačný zosilňovač používa DC lineárne regulované napájanie, výsledky získavania 12-bitového ADC sú veľmi stabilné a výsledky sa môžu líšiť o menej ako 1 LSB; Naproti tomu pri použití zariadení s nabíjacou pumpou, ak výstup nabíjacej pumpy nemá veľký filter, výsledky získavania ADC môžu otriasť až 3 LSB. Ak sa R1 zvýši na 100 Ω a C1=10Cin, bez ohľadu na výstupný odpor operačného zosilňovača, * maximálny výstupný prúd operačného zosilňovača je (5-4,09) V/100 Ω{ {9}}.1 mA), ktorý je menší ako * maximálny výstupný prúd typického operačného zosilňovača. Ak je však R1 príliš veľký, výrazne zníži frekvenciu signálu, ktorú môže ADC zbierať. Počas "sledovania" tohto kanála ADC nemôže operačný zosilňovač dokončiť nabíjanie C1 a Cin, čo má za následok výrazný rozdiel v napätí medzi vzorkovaním a vstupom operačného zosilňovača, čo môže spôsobiť harmonické skreslenie.
