Wpływ zasilacza impulsowego na wzmacniacze operacyjne
Zanim sygnał analogowy trafi do układu ADC, konieczne jest zastosowanie wzmacniacza operacyjnego do kondycjonowania sygnału, aby zapewnić niezbędną konwersję poziomu, filtrowanie, sterownik układu ADC i tak dalej. Kiedy wzmacniacz operacyjny łączy się z przetwornikiem ADC, łatwo wpływa na niego zasilacz, co wpływa również na stabilność pozyskiwania układu ADC. Rysunek 2 przedstawia typowy schemat interfejsu pomiędzy wzmacniaczem operacyjnym a przetwornikiem ADC.
Większość układów ADC ma kondensator próbkujący Cin na końcu wejścia analogowego, a rezystor R1 ogranicza prąd wyjściowy wzmacniacza operacyjnego. Kondensator ceramiczny C1, który jest kilkakrotnie większy niż kondensator próbkujący, szybko ładuje kondensator próbkujący Cin do C1, gdy przełącznik SW jest zamknięty. Konkretne wartości R1 i C1 są związane ze stabilnością wzmacniacza operacyjnego, czasem ustalania, czasem próbkowania ADC i wymaganą dokładnością próbkowania.
Należy zaznaczyć, że w powyższym procesie znaczącą rolę odgrywa także zasilanie wzmacniacza operacyjnego. W okresie ładowania kondensatora wzmacniacza operacyjnego natychmiastowo wymagana jest duża ilość prądu, a niewystarczający czas reakcji zasilacza impulsowego na obciążenie spowoduje znaczne tętnienie mocy, wpływające na moc wyjściową wzmacniacza operacyjnego. Na przykład, jeśli używany jest C{{0}}Cin=250pF, gdy SW przełącza się z innego kanału (zakładając -5V) na kanał AI0 (zakładając plus 5V), Cin przełącza od -5V do napięcia plus 5V na C1. C1 szybko ładuje Cin, a końcowe napięcie wynosi (5V × 10-5V)/11=4.09V, wyjście wzmacniacza operacyjnego należy zmienić z 5V na 4,09V. Jeśli R1 jest za mały, może łatwo spowodować problemy ze stabilnością wyjścia wzmacniacza operacyjnego, a także może mieć wpływ na prąd wyjściowy wzmacniacza operacyjnego, wpływając na napięcie zasilania.
Szczególnie w przypadku stosowania pompy ładującej w celu zapewnienia niewielkiego ujemnego zasilania wzmacniacza operacyjnego VCC charakterystyka napięcia wyjściowego pompy ładującej malejącego wraz ze wzrostem obciążenia sprawia, że efekt jest bardziej oczywisty. Dla porównania stwierdzono, że gdy wzmacniacz operacyjny wykorzystuje liniowo regulowany zasilacz prądu stałego, wyniki akwizycji 12-bitowego przetwornika ADC są bardzo stabilne, a wyniki mogą różnić się o mniej niż 1 LSB; Natomiast w przypadku korzystania z pomp ładujących, jeśli na wyjściu pompy ładującej nie ma dużego filtra, wyniki akwizycji ADC mogą wahać się do 3LSB. Jeśli R1 zostanie zwiększone do 100 Ω i C1=10Cin, bez uwzględnienia rezystancji wyjściowej wzmacniacza operacyjnego, * maksymalny prąd wyjściowy wzmacniacza operacyjnego wyniesie (5-4.09) V/100 Ω{ {9}}.1mA), czyli mniej niż * maksymalny prąd wyjściowy typowego wzmacniacza operacyjnego. Ale jeśli R1 jest zbyt duży, znacznie zmniejszy częstotliwość sygnału, który ADC może zebrać. Podczas „śledzenia” tego kanału przez przetwornik ADC wzmacniacz operacyjny nie może dokończyć ładowania C1 i Cin, co skutkuje znaczną różnicą napięcia pomiędzy próbkowaniem a wejściem wzmacniacza operacyjnego, co może powodować zniekształcenia harmoniczne.
