Die Auswirkungen des Umschaltungsverbrauchs auf den operativen Verstärker
Vor dem Eingeben des ADC -Chips erfordern analoge Signale im Allgemeinen eine Signalkonditionierung unter Verwendung von operativen Verstärkern, um die erforderliche Konvertierung, Filterung, ADC -Chip -Fahrt usw. bereitzustellen. Wenn der operative Verstärker mit dem ADC schnitt, kann er leicht von der Stromversorgung beeinflusst, was auch die Stabilität der Datenerfassung des ADC -Chips beeinflusst. Abbildung 2 ist ein typisches Grenzflächendiagramm eines operativen Verstärkers und ADC.
Die meisten ADC -Chips haben am analogen Eingangsende einen Abtastkondensator CIN, und der Widerstand R1 begrenzt den Stromausgang des operativen Verstärkers. Der Keramikkondensator C1, der mehrmals größer ist als der Probenahmungskondensator, lädt den Probenahmkondensator CIN schnell durch C1 auf, wenn der Swit SW geschlossen ist. Die spezifischen Werte von R1 und C1 beziehen sich auf die Stabilität des operativen Verstärkers, die Einrichtungszeit, die ADC -Stichprobenzeit und die erforderliche Stichprobengenauigkeit.
Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die Stromversorgung des operativen Verstärkers auch im obigen Prozess eine bedeutende Rolle spielt. Während des Ladungsprozesses des Kondensators durch den operativen Verstärker ist sofort ein großer Strom erforderlich, und die Lastantwortzeit des Schaltnetz -Versorgungsversorgung ist nicht ausreichend, was zu einer erheblichen Leistungsripple führt und die Ausgabe des Betriebsverstärkers beeinflusst. Zum Beispiel, wenn c {{0}} cin =250 pf, wenn SW von einem anderen Kanal schaltet (unter der Annahme -5 v) zu einem Ai0 -Kanal (unter der Annahme {{4} v), wechselt CIN aus {{5} v. C1 lädt CIN schnell auf, und die endgültige Spannung ist (5V × 10-5 v)/11=4. 09v. Die Ausgabe des operativen Verstärkers muss sich von 5 V auf 4,09 V ändern. Wenn R1 zu klein ist, kann es leicht zu Stabilitätsproblemen im operativen Verstärkerausgang führen und sich auch auf den operativen Verstärkerausgangsstrom auswirken, was sich auf die Netzteilspannung auswirkt.
Insbesondere bei der Verwendung einer Ladungspumpe, um dem operativen Verstärker -VCC eine kleine negative Stromversorgung bereitzustellen, macht das Merkmal, dass die Ausgangsspannung der Ladungspumpe mit zunehmender Last abnimmt, den Effekt stärker. Der Vergleich zeigt, dass die 12 -Bit -ADC -Akquisitionsergebnisse, wenn der operative Verstärker eine lineare DC -lineare Regler -Netzteil verwendet, sehr stabil sind und die Ergebnisvariation weniger als 1LSB erreichen kann. Im Gegensatz dazu kann bei der Verwendung von Ladungspumpengeräten das ADC -Akquisitionsergebnis bis zu 3LSB schütteln, wenn keine signifikante Filterung im Ausgang der Ladungspumpe vorliegt. Wenn R1 auf 100 Ω erhöht wird, c 1=10 min. Ohne den Ausgangswiderstand des operativen Verstärkers muss der maximale Ausgangsstrom des operativen Verstärkers ({5-4. 09) v/100 ω =9. 1 mA sein, der kleiner als der maximale Ausgangsstrom eines typischen Betriebsverstärkers ist. Wenn R1 jedoch zu groß ist, verringert es die Frequenz des Signals, das der ADC sammeln kann, erheblich. Während der "Verfolgung" dieses Kanals durch das ADC kann der operative Verstärker das Laden von C1 und CIN nicht abschließen, was zu einem großen Unterschied zwischen der Probenahme und der Eingangsspannung des operativen Verstärkers führt, was zu einer harmonischen Verzerrung führt.
