Impatti Prattiċi tal-Qlib tal-Provvisti tal-Enerġija fuq Amplifikaturi Operattivi
Qabel ma jidħlu fiċ-ċippa ADC, is-sinjali analogi ġeneralment jeħtieġu kondizzjonament tas-sinjal bl-użu ta 'amplifikaturi operattivi biex jipprovdu konverżjoni ta' livell meħtieġ, filtrazzjoni, sewqan taċ-ċippa ADC, eċċ. Meta l-amplifikatur operazzjonali jagħmel interfaces mal-ADC, huwa faċilment affettwat mill-provvista tal-enerġija, li taffettwa wkoll l-istabbiltà tal-akkwist tad-data taċ-ċippa ADC. Il-Figura 2 hija dijagramma ta' interface tipika ta' amplifikatur operattiv u ADC.
Il-biċċa l-kbira taċ-ċipep ADC għandhom kapaċitatur ta 'kampjunar Cin fit-tarf tal-input analogu, u r-reżistenza R1 jillimita l-output kurrenti tal-amplifikatur operattiv. Il-kapaċitatur taċ-ċeramika C1, li huwa bosta drabi akbar mill-kapaċitatur tal-kampjunar, jiċċarġja malajr il-kapaċitatur tal-kampjunar Cin permezz ta 'C1 meta l-iswiċċ SW jingħalaq. Il-valuri speċifiċi ta 'R1 u C1 huma relatati mal-istabbiltà tal-amplifikatur operattiv, il-ħin tas-setup, il-ħin tat-teħid tal-kampjuni tal-ADC, u l-eżattezza tal-kampjunar meħtieġa.
Għandu jiġi rrilevat li l-provvista tal-enerġija tal-amplifikatur operattiv għandha wkoll rwol sinifikanti fil-proċess ta 'hawn fuq. Matul il-proċess tal-iċċarġjar tal-kapaċitatur mill-amplifikatur operattiv, kurrent kbir huwa meħtieġ b'mod istantanju, u l-ħin tar-rispons tat-tagħbija tal-provvista tal-enerġija tal-iswiċċjar huwa insuffiċjenti, li jikkawża tmewwiġ sinifikanti tal-enerġija u jaffettwa l-output tal-amplifikatur operattiv. Pereżempju, jekk C1=10Cin=250pF, meta SW jaqleb minn kanal ieħor (jekk wieħed jassumi -5V) għal kanal AI0 (jekk jassumi +5V), Cin jaqleb minn -5V għall-vultaġġ fuq C{1+5V, u C1 malajr jiċċarġja Cin. Il-vultaġġ finali huwa (5V × 10-5V)/11=4.09V, u l-output tal-amplifikatur operattiv jeħtieġ li jinbidel minn 5V għal 4.09V. Jekk R1 huwa żgħir wisq, jista 'faċilment jikkawża problemi ta' stabbiltà fl-output tal-amplifikatur operattiv u jkollu wkoll impatt fuq il-kurrent tal-ħruġ tal-amplifikatur operattiv, li jaffettwa l-vultaġġ tal-provvista tal-enerġija.
Speċjalment meta tuża pompa ta 'ċarġ biex tipprovdi provvista ta' enerġija negattiva żgħira lill-amplifikatur operattiv VCC, il-karatteristika li l-vultaġġ tal-ħruġ tal-pompa ta 'ċarġ jonqos b'żieda fit-tagħbija tagħmel l-effett aktar evidenti. It-tqabbil juri li meta l-amplifikatur operattiv juża provvista ta 'enerġija regolatur lineari DC, ir-riżultati tal-akkwist ADC ta' 12-il bit huma stabbli ħafna, u l-varjazzjoni tar-riżultat tista 'tilħaq inqas minn 1LSB; B'kuntrast, meta tuża apparati ta 'pompa ta' ħlas, jekk ma jkunx hemm filtrazzjoni sinifikanti fl-output tal-pompa ta 'ċarġ, ir-riżultat tal-akkwist ADC jista' ħawwad sa 3LSB. Jekk R1 jiżdied għal 100 Ω, C1=10Cin, Meta ma titqiesx ir-reżistenza tal-ħruġ tal-amplifikatur operattiv, il-kurrent massimu tal-ħruġ tal-amplifikatur operattiv jeħtieġ li jkun (5-4.09) V/100 Ω=9.1 mA, li huwa iżgħar mill-kurrent massimu tal-ħruġ ta 'amplifikatur operattiv tipiku. Imma jekk R1 ikun kbir wisq, inaqqas b'mod sinifikanti l-frekwenza tas-sinjal li l-ADC jista 'jiġbor. Matul it-"tracking" tal-ADC ta 'dan il-kanal, l-amplifikatur operattiv ma jistax itemm l-iċċarġjar ta' C1 u Cin, li jirriżulta f'differenza kbira bejn it-teħid ta 'kampjuni u l-vultaġġ tad-dħul tal-amplifikatur operattiv, li jikkawża distorsjoni armonika.
