Utjecaj sklopnog napajanja na operacijska pojačala
Prije nego što analogni signal uđe u ADC čip, potrebno je upotrijebiti operacijsko pojačalo za kondicioniranje signala kako bi se osigurala potrebna konverzija razine, filtriranje, pokretački program ADC čipa i tako dalje. Kada se operacijsko pojačalo poveže s ADC-om, na njega lako utječe napajanje, što također utječe na stabilnost prikupljanja ADC čipa. Slika 2 je tipičan dijagram sučelja između operacijskog pojačala i ADC-a.
Većina ADC čipova ima kondenzator za uzorkovanje Cin na kraju analognog ulaza, a otpornik R1 ograničava izlaznu struju operacijskog pojačala. Keramički kondenzator C1, koji je nekoliko puta veći od kondenzatora za uzorkovanje, brzo puni kondenzator za uzorkovanje Cin kroz C1 kada je sklopka SW zatvorena. Specifične vrijednosti R1 i C1 odnose se na stabilnost operacijskog pojačala, vrijeme uspostave, vrijeme uzorkovanja ADC-a i zahtijevanu točnost uzorkovanja.
Treba istaknuti da u navedenom procesu značajnu ulogu igra i napajanje operacijskog pojačala. Tijekom perioda punjenja kondenzatora operacijskog pojačala, trenutno je potrebna velika količina struje, a nedovoljno vrijeme odziva opterećenja preklopnog napajanja uzrokovat će značajno valovitost snage, utječući na izlaz operacijskog pojačala. Na primjer, ako se koristi C{{0}}Cin=250pF, kada se SW prebacuje s drugog kanala (pod pretpostavkom -5V) na kanal AI0 (pod pretpostavkom plus 5V), Cin se prebacuje od -5V do napona plus 5V na C1. C1 brzo puni Cin, a konačni napon je (5V × 10-5V)/11=4.09V, izlaz operacijskog pojačala treba promijeniti s 5V na 4,09V. Ako je R1 premalen, lako može uzrokovati probleme sa stabilnošću izlaza operacijskog pojačala, a također može utjecati na izlaznu struju operacijskog pojačala, utječući na napon napajanja.
Posebno kada se koristi pumpa punjenja za osiguranje malog negativnog napajanja operacijskog pojačala VCC, karakteristika izlaznog napona pumpe punjenja koja se smanjuje s povećanjem opterećenja čini učinak očiglednijim. Usporedbe radi, utvrđeno je da kada operacijsko pojačalo koristi DC linearno regulirano napajanje, rezultati akvizicije 12-bitnog ADC-a su vrlo stabilni, a rezultati mogu varirati za manje od 1 LSB; Nasuprot tome, kada se koriste uređaji pumpe punjenja, ako izlaz pumpe punjenja nema veliki filtar, rezultati prikupljanja ADC-a mogu potresati do 3LSB. Ako se R1 poveća na 100 Ω i C1=10Cin, bez uzimanja u obzir izlaznog otpora operacijskog pojačala, * maksimalna izlazna struja operacijskog pojačala je (5-4.09) V/100 Ω{ {9}}.1mA), što je manje od * maksimalne izlazne struje tipičnog operacijskog pojačala. Ali ako je R1 prevelik, značajno će smanjiti frekvenciju signala koju ADC može prikupiti. Tijekom ADC-ovog "praćenja" ovog kanala, operacijsko pojačalo ne može dovršiti punjenje C1 i Cin, što rezultira značajnom razlikom u naponu između uzorkovanja i ulaza operacijskog pojačala, što može uzrokovati harmonijska izobličenja.
