Effekterna av att byta strömförsörjning på den operativa förstärkaren
Innan ADC -chipet går in kräver analoga signaler i allmänhet signalkonditionering med användning av operativa förstärkare för att tillhandahålla nödvändig nivåomvandling, filtrering, ADC -chipkörning och så vidare. När den operativa förstärkaren gränssnitt med ADC påverkas den lätt av strömförsörjningen, vilket också påverkar stabiliteten i ADC -chipets datainsamling. Figur 2 är ett typiskt gränssnittsdiagram över en operativ förstärkare och ADC.
De flesta ADC -chips har en samplingskondensator CIN vid den analoga ingångsänden, och motståndet R1 begränsar den aktuella utgången från den operativa förstärkaren. Den keramiska kondensatorn C1, som är flera gånger större än provtagningskondensatorn, laddar snabbt provtagningskondensatorn CIN genom C1 när omkopplaren SW är stängd. De specifika värdena för R1 och C1 är relaterade till stabiliteten hos den operativa förstärkaren, installationstiden, ADC -provtagningstiden och krävde provtagningsnoggrannhet.
Det bör påpekas att strömförsörjningen för den operativa förstärkaren också spelar en viktig roll i ovanstående process. Under laddningsprocessen för kondensatorn av den operativa förstärkaren krävs en stor ström omedelbart, och belastningssvaretiden för växlingsströmförsörjningen är otillräcklig, vilket kommer att orsaka betydande kraftkrusning och påverka utgången från den operativa förstärkaren. For example, if C{{0}}Cin=250pF, when SW switches from another channel (assuming -5V) to AI0 channel (assuming+5V), Cin switches from -5V to the voltage on C1+5V. C1 laddar snabbt CIN, och den slutliga spänningen är (5V × 10-5 V)/11=4. 09V. Utgången från den operativa förstärkaren måste ändras från 5V till 4.09V. Om R1 är för liten kan det enkelt orsaka stabilitetsproblem i den operativa förstärkarutgången och också påverka den operativa förstärkarens utgångsström, vilket påverkar strömförsörjningsspänningen.
Speciellt när man använder en laddningspump för att tillhandahålla en liten negativ strömförsörjning till den operativa förstärkaren VCC, är det karakteristiska att laddningsspänningen för laddningspumpen minskar med ökande belastning effekten mer uttalad. Jämförelse visar att när den operativa förstärkaren använder en Linjär regulatorströmförsörjning är resultaten av 12 bitars ADC förvärv mycket stabila och resultatvariationen kan nå mindre än 1LSB; Däremot, när du använder laddningspumpenheter, om det inte finns någon signifikant filtrering i utgången från laddningspumpen, kan ADC -förvärvsresultatet skaka upp till 3LSB. Om R1 ökas till 100 Ω, C 1=10 min. Utan att beakta den operativa förstärkarens utgångsmotstånd måste den maximala utgångsströmmen för den operativa förstärkaren vara (5-4. 09) v/100 Ω =9. 1mA, som är mindre än den maximala utgångsströmmen för en typisk operationell förstärkare. Men om R1 är för stor kommer det att minska frekvensen för signalen avsevärt som ADC kan samla in. Under ADC: s "spårning" av denna kanal kan den operativa förstärkaren inte slutföra laddningen av C1 och CIN, vilket resulterar i en stor skillnad mellan provtagningen och ingångsspänningen för den operativa förstärkaren, vilket kommer att orsaka harmonisk distorsion.
