Inverkan av att byta strömförsörjning på operationsförstärkare
Innan den analoga signalen kommer in i ADC-chippet är det nödvändigt att använda en operationsförstärkare för signalkonditionering för att tillhandahålla nödvändig nivåomvandling, filtrering, ADC-chipdrivrutin och så vidare. När operationsförstärkaren samverkar med ADC:n påverkas den lätt av strömförsörjningen, vilket också påverkar stabiliteten för ADC-chipinhämtningen. Figur 2 är ett typiskt gränssnittsdiagram mellan en operationsförstärkare och en ADC.
De flesta ADC-chips har en samplingskondensator Cin vid den analoga ingångsänden, och motståndet R1 begränsar utgångsströmmen från operationsförstärkaren. Den keramiska kondensatorn C1, som är flera gånger större än samplingskondensatorn, laddar snabbt samplingskondensatorn Cin genom C1 när omkopplaren SW är sluten. De specifika värdena för R1 och C1 är relaterade till operationsförstärkarens stabilitet, etableringstid, ADC-samplingstid och erforderlig samplingsnoggrannhet.
Det bör påpekas att strömförsörjningen till operationsförstärkaren också spelar en betydande roll i ovanstående process. Under operationsförstärkarens kondensatorladdningsperiod krävs en stor mängd ström omedelbart, och den otillräckliga belastningssvarstiden för omkopplingsströmförsörjningen kommer att orsaka betydande effektrippel, vilket påverkar operationsförstärkarens utgång. Till exempel, om C{{0}}Cin=250pF används, när SW växlar från en annan kanal (förutsatt att -5V) till AI0-kanal (förutsatt plus 5V), växlar Cin från -5V till spänningen plus 5V på C1. C1 laddar snabbt Cin och den slutliga spänningen är (5V × 10-5V)/11=4.09V, utgången på operationsförstärkaren måste ändras från 5V till 4,09V. Om R1 är för liten kan det lätt orsaka stabilitetsproblem i operationsförstärkarens utgång, och det kan också påverka operationsförstärkarens utgångsström, vilket påverkar strömförsörjningsspänningen.
Speciellt när man använder en laddningspump för att ge en liten negativ strömförsörjning till operationsförstärkaren VCC, gör egenskapen hos laddningspumpens utspänning som minskar med ökande belastning effekten mer uppenbar. Som jämförelse visade det sig att när operationsförstärkaren använder en linjärt reglerad strömförsörjning, är 12-bitars ADC-insamlingsresultaten mycket stabila, och resultaten kan variera med mindre än 1 LSB; När du däremot använder laddningspumpenheter, om laddningspumpens utgång inte har ett stort filter, kan ADC-insamlingsresultaten skaka upp till 3LSB. Om R1 ökas till 100 Ω och C1=10Cin, utan att ta hänsyn till operationsförstärkarens utgångsresistans, är operationsförstärkarens * maximala utström (5-4.09) V/100 Ω{ {9}}.1mA), vilket är mindre än den * maximala utströmmen för en typisk operationsförstärkare. Men om R1 är för stor kommer det att avsevärt minska signalfrekvensen som ADC kan samla in. Under ADC:s "spårning" av denna kanal kan operationsförstärkaren inte slutföra laddningen av C1 och Cin, vilket resulterar i en signifikant skillnad i spänning mellan samplingen och operationsförstärkarens ingång, vilket kan orsaka harmonisk distorsion.
