Komutācijas barošanas avotu ietekme uz darbības pastiprinātājiem
Pirms ievadīšanas ADC mikroshēmā analogajiem signāliem parasti ir nepieciešama signāla kondicionēšana, izmantojot darbības pastiprinātājus, lai nodrošinātu nepieciešamo līmeņa pārveidošanu, filtrēšanu, ADC mikroshēmas vadību utt. Kad darbības pastiprinātājs saskaras ar ADC, to viegli ietekmē barošanas avots, kas ietekmē arī ADC mikroshēmas datu iegūšanas stabilitāti. 2. attēlā ir tipiska operacionālā pastiprinātāja un ADC saskarnes diagramma.
Lielākajai daļai ADC mikroshēmu analogās ieejas galā ir iztveršanas kondensators Cin, un rezistors R1 ierobežo darbības pastiprinātāja strāvas izvadi. Keramikas kondensators C1, kas ir vairākas reizes lielāks par paraugu ņemšanas kondensatoru, ātri uzlādē paraugu ņemšanas kondensatoru Cin caur C1, kad slēdzis SW ir aizvērts. R1 un C1 īpašās vērtības ir saistītas ar darbības pastiprinātāja stabilitāti, iestatīšanas laiku, ADC paraugu ņemšanas laiku un nepieciešamo paraugu ņemšanas precizitāti.
Jāpiebilst, ka liela nozīme minētajā procesā ir arī operacionālā pastiprinātāja barošanas avotam. Kondensatora uzlādes procesā ar darbības pastiprinātāju momentāni ir nepieciešama liela strāva, un komutācijas barošanas avota slodzes reakcijas laiks ir nepietiekams, kas izraisīs ievērojamu jaudas pulsāciju un ietekmēs operacionālā pastiprinātāja izvadi. Piemēram, ja C1=10Cin=250pF, kad SW pārslēdzas no cita kanāla (pieņemot -5V) uz AI0 kanālu (pieņemot, ka +5V), Cin pārslēdzas no -5V uz C1+5V spriegumu, un C1 ātri uzlādē Cin. Galīgais spriegums ir (5V × 10-5V)/11=4.09V, un operatīvā pastiprinātāja izeja ir jāmaina no 5V uz 4,09V. Ja R1 ir pārāk mazs, tas var viegli radīt stabilitātes problēmas operacionālā pastiprinātāja izejā, kā arī ietekmēt operacionālā pastiprinātāja izejas strāvu, ietekmējot barošanas spriegumu.
Īpaši, ja tiek izmantots uzlādes sūknis, lai nodrošinātu nelielu negatīvu strāvas padevi darbības pastiprinātājam VCC, īpašība, ka uzlādes sūkņa izejas spriegums samazinās, palielinoties slodzei, padara efektu izteiktāku. Salīdzinājums parāda, ka, ja darbības pastiprinātājs izmanto līdzstrāvas lineāro regulatora barošanas avotu, 12 bitu ADC iegūšanas rezultāti ir ļoti stabili, un rezultātu variācijas var sasniegt mazāk nekā 1LSB; Turpretim, izmantojot uzlādes sūkņa ierīces, ja uzlādes sūkņa izejā nav būtiskas filtrēšanas, ADC iegūšanas rezultāts var satricināt līdz 3LSB. Ja R1 tiek palielināts līdz 100 Ω, C1=10Cin, Ja neņem vērā operacionālā pastiprinātāja izejas pretestību, operacionālā pastiprinātāja maksimālajai izejas strāvai ir jābūt (5–4,09) V/100 Ω=9.1mA, kas ir mazāka par parastā darbības pastiprinātāja maksimālo izejas strāvu. Bet, ja R1 ir pārāk liels, tas ievērojami samazinās signāla frekvenci, ko ADC var savākt. ADC šī kanāla "izsekošanas" laikā darbības pastiprinātājs nevar pabeigt C1 un Cin uzlādi, kā rezultātā rodas liela atšķirība starp iztveršanu un operacionālā pastiprinātāja ieejas spriegumu, kas izraisīs harmoniskus kropļojumus.
