De effecten van het schakelen van voedingen op de operationele versterker
Voordat u de ADC -chip invoert, vereisen analoge signalen over het algemeen signaalconditionering met behulp van operationele versterkers om de noodzakelijke niveauconversie, filtering, ADC -chip rijden, enzovoort te bieden. Wanneer de operationele versterker interfaces met de ADC inter -interfaces, wordt deze gemakkelijk beïnvloed door de voeding, die ook de stabiliteit van de gegevensverwerving van de ADC -chip beïnvloedt. Figuur 2 is een typisch interfacediagram van een operationele versterker en ADC.
De meeste ADC -chips hebben een bemonsteringscondensator CIN bij het analoge ingangseinde en weerstand R1 beperkt de huidige uitgang van de operationele versterker. De keramische condensator C1, die meerdere keren groter is dan de bemonsteringscondensator, laadt snel de bemonsteringscondensator CIN door C1 wanneer de Switch SW gesloten is. De specifieke waarden van R1 en C1 zijn gerelateerd aan de stabiliteit van de operationele versterker, insteltijd, ADC -bemonsteringstijd en de vereiste bemonsteringsnauwkeurigheid.
Opgemerkt moet worden dat de stroomvoorziening van de operationele versterker ook een belangrijke rol speelt in het bovenstaande proces. Tijdens het laadproces van de condensator door de operationele versterker is een grote stroom onmiddellijk vereist en is de belastingresponstijd van de schakelvoeding onvoldoende, wat een aanzienlijke vermogensripple zal veroorzaken en de output van de operationele versterker zal beïnvloeden. Als bijvoorbeeld c {{{0}} cin =250 pf, wanneer SW schakelt van een ander kanaal (uitgaande van -5 v) naar ai0 -kanaal (uitgaande van +5 v), cin schakelt van -5 V naar de voltage op C {{6} v. C1 laadt snel cin op en de uiteindelijke spanning is (5V × 10-5 v)/11=4. 09V. De uitvoer van de operationele versterker moet veranderen van 5V naar 4.09V. Als R1 te klein is, kan dit gemakkelijk stabiliteitsproblemen veroorzaken in de output van de operationele versterker en ook een impact hebben op de outputstroom van de operationele versterker, wat de voedingsspanning beïnvloedt.
Vooral bij het gebruik van een laadpomp om een kleine negatieve voeding te bieden aan de operationele versterker VCC, maakt de kenmerken dat de uitgangsspanning van de ladingpomp afneemt met toenemende belasting het effect meer uitgesproken. Vergelijking toont aan dat wanneer de operationele versterker een DC -lineaire regulatieruimte gebruikt, de 12 -bits ADC -acquisitieresultaten zeer stabiel zijn en de resultaatvariatie minder dan 1LSB kan bereiken; Bij gebruik van laadpompapparaten kan het ADC -acquisitieresultaat daarentegen geen significante filtering in de uitgang van de laadpomp zijn tot 3LSB. Als R1 wordt verhoogd tot 100 Ω, C 1=10 min. Zonder de uitvoerweerstand van de operationele versterker te overwegen, moet de maximale uitgangsstroom van de operationele versterker zijn (5-4. 09) v/100 ω =9. 1MA, die kleiner is dan de maximale uitvoerstroom van een typische operationele amplifier. Maar als R1 te groot is, zal dit de frequentie van het signaal dat de ADC kan verzamelen aanzienlijk verminderen. Tijdens het "tracking" van dit kanaal van de ADC kan de operationele versterker het opladen van C1 en CIN niet voltooien, wat resulteert in een groot verschil tussen de bemonstering en de ingangsspanning van de operationele versterker, die harmonische vervorming zal veroorzaken.
