Hakkurivirtalähteiden käytännön vaikutukset operaatiovahvistimiin
Ennen kuin analogiset signaalit tulevat ADC-sirulle, ne vaativat yleensä signaalin säätöä käyttämällä operaatiovahvistimia tarvittavan tasonmuunnoksen, suodatuksen, ADC-sirun ohjauksen ja niin edelleen aikaansaamiseksi. Kun operaatiovahvistin liitetään ADC:hen, siihen vaikuttaa helposti virtalähde, mikä vaikuttaa myös ADC-sirun tiedonkeruun vakauteen. Kuva 2 on tyypillinen liitäntäkaavio operaatiovahvistimesta ja ADC:stä.
Useimmissa ADC-siruissa on näytteistyskondensaattori Cin analogisen tulon päässä, ja vastus R1 rajoittaa operaatiovahvistimen virtalähtöä. Keraaminen kondensaattori C1, joka on useita kertoja suurempi kuin näytteenottokondensaattori, lataa nopeasti näytteenottokondensaattorin Cin kautta C1, kun kytkin SW on kiinni. R1:n ja C1:n erityisarvot liittyvät operaatiovahvistimen stabiilisuuteen, asetusaikaan, ADC-näytteenottoaikaan ja vaadittuun näytteenottotarkkuuteen.
On syytä huomauttaa, että myös operaatiovahvistimen teholähteellä on merkittävä rooli yllä olevassa prosessissa. Kondensaattorin latausprosessin aikana operaatiovahvistimella tarvitaan välittömästi suurta virtaa ja hakkuriteholähteen kuorman vasteaika on riittämätön, mikä aiheuttaa merkittävää tehon aaltoilua ja vaikuttaa operaatiovahvistimen lähtöön. Jos esimerkiksi C1=10Cin=250pF, kun SW vaihtaa toiselta kanavalta (olettaen -5V) AI0-kanavaan (olettaen+5V), Cin vaihtaa -5V:sta jännitteeseen C1+5V, ja C1 lataa Cinin nopeasti. Lopullinen jännite on (5V × 10-5V)/11=4.09V, ja operaatiovahvistimen lähdön on vaihdettava 5V:sta 4,09V:iin. Jos R1 on liian pieni, se voi helposti aiheuttaa vakausongelmia operaatiovahvistimen lähdössä ja vaikuttaa myös operaatiovahvistimen lähtövirtaan, mikä vaikuttaa tehonsyöttöjännitteeseen.
Erityisesti käytettäessä varauspumppua pienen negatiivisen tehon syöttämiseksi operaatiovahvistimelle VCC, ominaisuus, että latauspumpun lähtöjännite laskee kuormituksen kasvaessa, tekee vaikutuksesta selvemmän. Vertailu osoittaa, että kun operaatiovahvistin käyttää lineaarista DC-säätimen virtalähdettä, 12-bittisen ADC-hakutulokset ovat erittäin vakaita ja tulosvaihtelu voi olla alle 1LSB; Sitä vastoin latauspumppulaitteita käytettäessä, jos latauspumpun lähdössä ei ole merkittävää suodatusta, ADC-keräystulos voi täristä jopa 3LSB:hen. Jos R1 kasvaa arvoon 100 Ω, C1=10Cin, Operaatiovahvistimen maksimilähtövirran tulee olla (5-4,09) V/100 Ω=9.1mA, joka on pienempi kuin tyypillisen operaatiovahvistimen suurin lähtövirta. Mutta jos R1 on liian suuri, se vähentää merkittävästi signaalin taajuutta, jonka ADC voi kerätä. ADC:n tämän kanavan "seurannan" aikana operaatiovahvistin ei pysty suorittamaan C1:n ja Cinin latausta loppuun, mikä johtaa suureen eroon operaatiovahvistimen näytteistysjännitteen ja tulojännitteen välillä, mikä aiheuttaa harmonista säröä.
