Utjecaj prekidačkog napajanja na operaciona pojačala
Prije nego što analogni signal uđe u ADC čip, potrebno je koristiti operaciono pojačalo za kondicioniranje signala kako bi se obezbijedila potrebna konverzija nivoa, filtriranje, drajver ADC čipa 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 između operacionog pojačala i ADC-a.
Većina ADC čipova ima kondenzator za uzorkovanje Cin na kraju analognog ulaza, a otpornik R1 ograničava izlaznu struju operacionog pojačala. Keramički kondenzator C1, koji je nekoliko puta veći od kondenzatora za uzorkovanje, brzo puni kondenzator za uzorkovanje Cin do C1 kada je prekidač SW zatvoren. Specifične vrijednosti R1 i C1 odnose se na stabilnost operacionog pojačala, vrijeme uspostavljanja, vrijeme uzorkovanja ADC-a i potrebnu tačnost uzorkovanja.
Treba istaći da u navedenom procesu značajnu ulogu ima i napajanje operacionog pojačala. Tokom perioda punjenja kondenzatora operativnog pojačala, trenutno je potrebna velika količina struje, a nedovoljno vrijeme odziva opterećenja prekidačkog napajanja će uzrokovati značajno talasanje snage, što utiče na izlaznu snagu operacionog pojačala. Na primjer, ako se koristi C{{0}}Cin=250pF, kada se SW prebaci sa drugog kanala (pod pretpostavkom -5V) na AI0 kanal (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 operativnog pojačala treba promijeniti sa 5V na 4.09V. Ako je R1 premali, može lako uzrokovati probleme sa stabilnošću na izlazu operacionog pojačala, a također može utjecati na izlaznu struju operacionog pojačala, utječući na napon napajanja.
Naročito kada se koristi pumpa za punjenje za obezbjeđivanje malog negativnog napajanja operativnog pojačala VCC, karakteristika izlaznog napona pumpe za punjenje koji se smanjuje sa povećanjem opterećenja čini efekat očiglednijim. Poređenja radi, utvrđeno je da kada operaciono 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 za pumpu za punjenje, ako izlaz pumpe za punjenje nema veliki filter, rezultati akvizicije ADC-a mogu se potresti do 3LSB. Ako se R1 poveća na 100 Ω i C1=10Cin, bez uzimanja u obzir izlaznog otpora operacionog pojačala, * maksimalna izlazna struja operativnog pojačala je (5-4.09) V/100 Ω{ {9}}.1mA), što je manje od * maksimalne izlazne struje tipičnog operativnog pojačala. Ali ako je R1 prevelik, značajno će smanjiti frekvenciju signala koju ADC može prikupiti. Tokom ADC-ovog "praćenja" ovog kanala, operaciono pojačalo ne može dovršiti punjenje C1 i Cin, što rezultira značajnom razlikom u naponu između uzorkovanja i ulaza operacionog pojačala, što može uzrokovati harmonijsko izobličenje.
