Pengaruh Switching Power Supply pada Penguat Operasional
Sebelum sinyal analog memasuki chip ADC, perlu menggunakan penguat operasional untuk pengkondisian sinyal guna menyediakan konversi level yang diperlukan, penyaringan, driver chip ADC, dan sebagainya. Ketika penguat operasional berinteraksi dengan ADC, ia mudah terpengaruh oleh catu daya, yang juga mempengaruhi stabilitas perolehan chip ADC. Gambar 2 adalah diagram antarmuka khas antara penguat operasional dan ADC.
Kebanyakan chip ADC memiliki kapasitor sampling Cin pada ujung masukan analog, dan resistor R1 membatasi arus keluaran penguat operasional. Kapasitor keramik C1, yang beberapa kali lebih besar dari kapasitor sampling, dengan cepat mengisi kapasitor sampling Cin melalui C1 ketika saklar SW ditutup. Nilai spesifik R1 dan C1 terkait dengan stabilitas penguat operasional, waktu pembentukan, waktu pengambilan sampel ADC, dan akurasi pengambilan sampel yang diperlukan.
Perlu dicatat bahwa catu daya dari penguat operasional juga memainkan peran penting dalam proses di atas. Selama periode pengisian kapasitor penguat operasional, arus dalam jumlah besar diperlukan secara instan, dan waktu respons beban yang tidak mencukupi dari catu daya switching akan menyebabkan riak daya yang signifikan, yang mempengaruhi keluaran penguat operasional. Misalnya, jika C{{0}}Cin=250pF digunakan, saat SW beralih dari saluran lain (dengan asumsi -5V) ke saluran AI0 (dengan asumsi+5V ), Cin beralih dari -5V ke tegangan+5V pada C1. C1 dengan cepat mengisi daya Cin, dan tegangan akhir adalah (5V × 10-5V)/11=4.09V, output penguat operasional perlu diubah dari 5V menjadi 4.09V. Jika R1 terlalu kecil, maka dapat dengan mudah menyebabkan masalah stabilitas pada keluaran penguat operasional, dan juga dapat berdampak pada arus keluaran penguat operasional, sehingga mempengaruhi tegangan catu daya.
Khususnya bila menggunakan pompa pengisi daya untuk menyediakan catu daya negatif kecil ke penguat operasional VCC, karakteristik tegangan keluaran pompa pengisi daya yang menurun seiring bertambahnya beban membuat efeknya lebih jelas. Sebagai perbandingan, ditemukan bahwa ketika penguat operasional menggunakan catu daya yang diatur linier DC, hasil akuisisi ADC 12 bit sangat stabil, dan hasilnya dapat bervariasi kurang dari 1 LSB; Sebaliknya jika menggunakan perangkat charge pump, jika keluaran charge pump tidak memiliki filter yang besar maka hasil perolehan ADC dapat berguncang hingga 3LSB. Jika R1 dinaikkan menjadi 100 Ω dan C1=10Cin, tanpa mempertimbangkan resistansi keluaran penguat operasional, * arus keluaran maksimum penguat operasional adalah (5-4.09) V/100 Ω{ {9}}.1mA), yang lebih kecil dari * arus keluaran maksimum penguat operasional pada umumnya. Namun jika R1 terlalu besar, maka frekuensi sinyal yang dapat dikumpulkan ADC akan berkurang secara signifikan. Selama "pelacakan" ADC pada saluran ini, penguat operasional tidak dapat menyelesaikan pengisian C1 dan Cin, mengakibatkan perbedaan tegangan yang signifikan antara pengambilan sampel dan masukan penguat operasional, yang dapat menyebabkan distorsi harmonik.
