Vliv spínaného napájení na operační zesilovače
Než analogový signál vstoupí do čipu ADC, je nutné použít operační zesilovač pro úpravu signálu, aby byla zajištěna nezbytná konverze úrovně, filtrování, ovladač čipu ADC atd. Když je operační zesilovač propojen s ADC, je snadno ovlivněn napájením, což také ovlivňuje stabilitu získávání čipu ADC. Obrázek 2 je typické schéma rozhraní mezi operačním zesilovačem a ADC.
Většina čipů ADC má na analogovém vstupu vzorkovací kondenzátor Cin a rezistor R1 omezuje výstupní proud operačního zesilovače. Keramický kondenzátor C1, který je několikrát větší než vzorkovací kondenzátor, rychle nabije vzorkovací kondenzátor Cin přes C1, když je spínač SW sepnut. Konkrétní hodnoty R1 a C1 souvisí se stabilitou operačního zesilovače, dobou ustavení, dobou vzorkování ADC a požadovanou přesností vzorkování.
Je třeba zdůraznit, že ve výše uvedeném procesu hraje významnou roli také napájení operačního zesilovače. Během doby nabíjení kondenzátoru operačního zesilovače je okamžitě potřeba velké množství proudu a nedostatečná doba odezvy zátěže spínaného zdroje způsobí výrazné zvlnění výkonu, které ovlivní výstup operačního zesilovače. Pokud se například použije C{{0}}Cin=250pF, když SW přepne z jiného kanálu (za předpokladu -5V) na kanál AI0 (za předpokladu plus 5V), přepne se Cin z -5V na napětí plus 5V na C1. C1 rychle nabíjí Cin a konečné napětí je (5V × 10-5V)/11=4,09V, výstup operačního zesilovače je třeba změnit z 5V na 4,09V. Pokud je R1 příliš malý, může snadno způsobit problémy se stabilitou na výstupu operačního zesilovače a může to také ovlivnit výstupní proud operačního zesilovače a ovlivnit napájecí napětí.
Zejména při použití nábojové pumpy k zajištění malého záporného napájení operačního zesilovače VCC, charakteristika výstupního napětí nábojové pumpy klesající se zvyšující se zátěží činí tento efekt zřetelnějším. Při srovnání bylo zjištěno, že když operační zesilovač používá stejnosměrný lineárně regulovaný zdroj napájení, jsou výsledky získávání 12bitového ADC velmi stabilní a výsledky se mohou lišit o méně než 1 LSB; Naproti tomu při použití zařízení s nabíjecím čerpadlem, pokud výstup nábojového čerpadla nemá velký filtr, mohou výsledky akvizice ADC otřást až 3 LSB. Pokud se R1 zvýší na 100 Ω a C1=10Cin, bez ohledu na výstupní odpor operačního zesilovače, * maximální výstupní proud operačního zesilovače je (5-4,09) V/100 Ω{ {9}}.1 mA), což je menší než * maximální výstupní proud typického operačního zesilovače. Ale pokud je R1 příliš velký, výrazně sníží frekvenci signálu, kterou může ADC sbírat. Během "sledování" tohoto kanálu ADC nemůže operační zesilovač dokončit nabíjení C1 a Cin, což má za následek významný rozdíl v napětí mezi vzorkováním a vstupem operačního zesilovače, což může způsobit harmonické zkreslení.
