Uitleg van de invloed van schakelende voeding op operationele versterker
Voordat analoge signalen de ADC-chip binnenkomen, moeten over het algemeen operationele versterkers worden gebruikt voor signaalconditionering om de noodzakelijke niveauconversie, filtering, ADC-chipaansturing enzovoort te bieden. Wanneer de operationele versterker een interface vormt met ADC, wordt deze gemakkelijk beïnvloed door de stroomvoorziening, wat ook de stabiliteit van de ADC-chipacquisitie beïnvloedt. Figuur 2 is een typisch interfacediagram van een operationele versterker en een ADC.
De meeste analoge ingangsterminals in ADC-chips hebben een bemonsteringscondensator Cin, en de weerstand R1 beperkt de stroom van de uitgang van de operationele versterker. Wanneer de schakelaar SW gesloten is, laadt de keramische condensator C1 meerdere keren de bemonsteringscondensator snel de bemonsteringscondensator Cin tot en met C1 op. De specifieke waarden van R1 en C1 houden verband met de stabiliteit van de operationele versterker, de bezinkingstijd, de bemonsteringstijd van ADC en de vereiste bemonsteringsnauwkeurigheid.
Hierbij moet worden opgemerkt dat de voeding van de operationele versterker ook een grote rol zal spelen in het bovenstaande proces. Wanneer de condensator wordt opgeladen door de operationele versterker, is er onmiddellijk een grote stroom nodig en is de belastingresponstijd van de schakelende voeding niet voldoende, wat een grote voedingsrimpel zal veroorzaken en de uitvoer van de operationele versterker zal beïnvloeden. Als C{{0}}Cin=250pF bijvoorbeeld, dan wordt SW overgeschakeld van een ander kanaal (uitgaande van -5V) naar AI0-kanaal (uitgaande van +5V ), zal Cin overschakelen van -5V naar de spanning van +5V op C1, en C1 zal Cin snel opladen. * De uiteindelijke spanning is (5V×10-5V)/11=4.09V, en de uitvoer van de operationele versterker zal 5V zijn.
Vooral wanneer de ladingspomp wordt gebruikt om een kleine negatieve voeding aan de operationele versterker -VCC te leveren, neemt de uitgangsspanning van de ladingspomp af naarmate de belasting toeneemt, wat het effect duidelijker maakt. Het is gebleken dat wanneer de operationele versterker een lineaire DC-voeding gebruikt, de acquisitieresultaten van 12-bit ADC zeer stabiel zijn en dat de variatie van de resultaten lager dan 1LSB kan zijn. Wanneer daarentegen het laadpompapparaat wordt gebruikt en de uitvoer van de laadpomp niet sterk wordt gefilterd, zal het ADC-acquisitieresultaat opschudden tot 3LSB. Als R1 wordt verhoogd naar 100Ω, C1=10Cin. Zonder rekening te houden met de uitgangsweerstand van de operationele versterker, moet de * waarde van de uitgangsstroom van de operationele versterker (5-4.09)V/100Ω=9.1mA) zijn, wat minder is dan de * grote uitgangsstroom van de algemene operationele versterker. Als R1 echter te groot is, zal dit uiteraard de signaalfrequentie verminderen die door ADC kan worden verzameld. Tijdens het "volgen" van dit kanaal door ADC kan de operationele versterker het opladen van C1 en Cin niet voltooien, waardoor het verschil tussen deze bemonstering en de ingangsklemspanning van de operationele versterker groot wordt, wat harmonische vervorming zal veroorzaken.
