Objašnjenje uticaja prekidačkog napajanja na operacioni pojačavač
Generalno, pre nego što analogni signali uđu u ADC čip, operaciona pojačala treba da se koriste za kondicioniranje signala da bi se obezbedila neophodna konverzija nivoa, filtriranje, upravljanje ADC čipom i tako dalje. Kada se operativno pojačalo povezuje sa ADC-om, na njega lako utiče napajanje, što takođe utiče na stabilnost akvizicije ADC čipa. Slika 2 je tipičan dijagram interfejsa operativnog pojačala i ADC-a.
Većina analognih ulaznih terminala u ADC čipovima ima kondenzator za uzorkovanje Cin, a otpornik R1 ograničava struju izlaza operacionog pojačala. Kada je prekidač SW zatvoren, keramički kondenzator C1 nekoliko puta kondenzator za uzorkovanje brzo puni kondenzator za uzorkovanje Cin kroz C1. Specifične vrijednosti R1 i C1 odnose se na stabilnost operacionog pojačavača, vrijeme postavljanja, vrijeme uzorkovanja ADC-a i potrebnu tačnost uzorkovanja.
Ovdje treba istaći da će napajanje operacionog pojačala također igrati veliku ulogu u navedenom procesu. Kada se kondenzator puni operativnim pojačalom, trenutno je potrebna velika struja, a vrijeme odziva opterećenja prekidačkog napajanja nije dovoljno, što će uzrokovati veliko mreškanje napajanja i utjecati na izlaznu snagu operacionog pojačala. Na primjer, ako je C{{0}}Cin=250pF, onda kada se SW prebaci sa drugog kanala (pod pretpostavkom -5V) na AI0 kanal (pod pretpostavkom +5V ), Cin će se prebaciti sa -5V na napon od +5V na C1, a C1 će brzo puniti Cin. * Konačni napon je (5V×10-5V)/11=4.09V, a izlaz operativnog pojačala će biti od 5V.
Naročito kada se pumpa punjenja koristi za obezbjeđivanje malog negativnog napajanja operativnog pojačala -VCC, izlazni napon pumpe punjenja opada sa povećanjem opterećenja, što efekat čini očiglednijim. Utvrđeno je da kada operacijsko pojačalo koristi DC linearno regulirano napajanje, rezultati akvizicije 12-bit ADC-a su vrlo stabilni, a varijacija rezultata može biti ispod 1LSB. Nasuprot tome, kada se koristi uređaj za pumpu punjenja, ako izlaz pumpe za punjenje nije jako filtriran, rezultat akvizicije ADC-a će se potresti do 3LSB. Ako se R1 poveća na 100Ω, C1=10Cin. Bez uzimanja u obzir izlaznog otpora operacionog pojačala, * vrijednost izlazne struje operativnog pojačala treba biti (5-4.09)V/100Ω=9.1mA), što je manje od * velika izlazna struja općeg operacionog pojačala. Međutim, ako je R1 prevelik, očito će smanjiti frekvenciju signala koju ADC može prikupiti. Tokom "praćenja" ovog kanala od strane ADC-a, operaciono pojačalo ne može dovršiti punjenje C1 i Cin, što čini razliku između ovog uzorkovanja i napona ulaznog terminala operativnog pojačala velikom, što će uzrokovati harmonijsko izobličenje.
