La influència de la commutació d'alimentació en els amplificadors operacionals
Abans que el senyal analògic entri al xip ADC, cal utilitzar un amplificador operacional per al condicionament del senyal per proporcionar la conversió de nivell necessari, el filtratge, el controlador del xip ADC, etc. Quan l'amplificador operacional es connecta amb l'ADC, es veu fàcilment afectat per la font d'alimentació, que també afecta l'estabilitat de l'adquisició del xip ADC. La figura 2 és un diagrama d'interfície típic entre un amplificador operacional i un ADC.
La majoria dels xips ADC tenen un condensador de mostreig Cin a l'extrem d'entrada analògic, i la resistència R1 limita el corrent de sortida de l'amplificador operacional. El condensador ceràmic C1, que és diverses vegades més gran que el condensador de mostreig, carrega ràpidament el condensador de mostreig Cin a través de C1 quan l'interruptor SW està tancat. Els valors específics de R1 i C1 estan relacionats amb l'estabilitat de l'amplificador operacional, el temps d'establiment, el temps de mostreig ADC i la precisió de mostreig requerida.
Cal assenyalar que la font d'alimentació de l'amplificador operacional també té un paper important en el procés anterior. Durant el període de càrrega del condensador de l'amplificador operacional, es requereix una gran quantitat de corrent a l'instant, i el temps de resposta de càrrega insuficient de la font d'alimentació de commutació provocarà una ondulació de potència significativa, afectant la sortida de l'amplificador operacional. Per exemple, si s'utilitza C{{0}}Cin=250pF, quan SW canvia d'un altre canal (suposant -5V) al canal AI0 (suposant +5V ), Cin passa de -5V a la tensió+5V a C1. C1 carrega ràpidament Cin i la tensió final és (5 V × 10-5V)/11=4,09 V, la sortida de l'amplificador operacional s'ha de canviar de 5 V a 4,09 V. Si R1 és massa petit, pot causar problemes d'estabilitat a la sortida de l'amplificador operacional i també pot afectar el corrent de sortida de l'amplificador operacional, afectant la tensió d'alimentació.
Especialment quan s'utilitza una bomba de càrrega per proporcionar una petita font d'alimentació negativa a l'amplificador operacional VCC, la característica de la tensió de sortida de la bomba de càrrega que disminueix amb l'augment de la càrrega fa que l'efecte sigui més evident. En comparació, es va trobar que quan l'amplificador operacional utilitza una font d'alimentació regulada lineal de CC, els resultats d'adquisició ADC de 12 bits són molt estables i els resultats poden variar en menys d'1 LSB; En canvi, quan s'utilitzen dispositius de bomba de càrrega, si la sortida de la bomba de càrrega no té un filtre gran, els resultats de l'adquisició de l'ADC poden sacsejar fins a 3LSB. Si R1 augmenta a 100 Ω i C1=10Cin, sense tenir en compte la resistència de sortida de l'amplificador operacional, el * corrent màxim de sortida de l'amplificador operacional és (5-4,09) V/100 Ω{ {9}}.1mA), que és més petit que el * corrent de sortida màxim d'un amplificador operacional típic. Però si R1 és massa gran, reduirà significativament la freqüència del senyal que l'ADC pot recollir. Durant el "seguiment" d'aquest canal per part de l'ADC, l'amplificador operacional no pot completar la càrrega de C1 i Cin, donant lloc a una diferència significativa de tensió entre el mostreig i l'entrada de l'amplificador operacional, que pot provocar una distorsió harmònica.
