آثار تبديل إمدادات الطاقة على مكبر الصوت التشغيلي
قبل إدخال شريحة ADC ، تتطلب الإشارات التناظرية عمومًا تكييف الإشارة باستخدام مكبرات الصوت التشغيلية لتوفير تحويل المستوى اللازم ، والتصفية ، وقيادة رقاقة ADC ، وما إلى ذلك. عندما يتفاعل مكبر الصوت التشغيلي مع ADC ، فإنه يتأثر بسهولة بمصدر الطاقة ، والذي يؤثر أيضًا على استقرار الحصول على بيانات رقاقة ADC. الشكل 2 هو مخطط واجهة نموذجي لمكبر التشغيل التشغيلي و ADC.
تحتوي معظم رقائق ADC على مكثف لأخذ العينات CIN في نهاية الإدخال التناظرية ، ويحد المقاوم R1 الناتج الحالي لمضخم التشغيل التشغيلي. يقوم المكثف الخزفي C1 ، الذي يزيد عدة مرات من مكثف أخذ العينات ، إلى شحن المكثفات CAN من خلال C1 عند إغلاق SW SW. ترتبط القيم المحددة لـ R1 و C1 باستقرار مكبر الصوت التشغيلي ، ووقت الإعداد ، ووقت أخذ العينات ADC ، ودقة أخذ العينات المطلوبة.
تجدر الإشارة إلى أن مصدر الطاقة في مكبر الصوت التشغيلي يلعب أيضًا دورًا مهمًا في العملية أعلاه. أثناء عملية الشحن للمكثف بواسطة مضخم التشغيل التشغيلي ، يلزم وجود تيار كبير على الفور ، ووقت استجابة التحميل لمصدر طاقة التبديل غير كافٍ ، مما سيؤدي إلى تموج طاقة كبير ويؤثر على إخراج مضخم التشغيل التشغيلي. على سبيل المثال ، إذا كان C {0}} Cin =250 pf ، عندما يتحول SW من قناة أخرى (افتراض -5} v) إلى قناة AI0 (على افتراض +5 v) ، يتحول CIN من {5} C1 يشحن بسرعة CIN ، والجهد النهائي هو (5V × 10-5 v)/11=4. 09v. يحتاج إخراج مكبر الصوت التشغيلي إلى التغيير من 5V إلى 4.09V. إذا كان R1 صغيرًا جدًا ، فقد يتسبب بسهولة في حدوث مشاكل في الاستقرار في إخراج مكبر الصوت التشغيلي وأيضًا تأثير على تيار إخراج المضخم التشغيلي ، مما يؤثر على جهد إمدادات الطاقة.
خاصة عند استخدام مضخة الشحن لتوفير مصدر طاقة سلبي صغير لمضخم التشغيل التشغيلي VCC ، فإن المميزة التي ينخفض جهد الخرج لمضخة الشحن مع زيادة الحمل تجعل التأثير أكثر وضوحًا. توضح المقارنة أنه عندما يستخدم مكبر الصوت التشغيلي مصدر طاقة منظم DC ، فإن نتائج اكتساب ADC 12 بت مستقرة للغاية ، ويمكن أن يصل تباين النتيجة إلى أقل من 1LSB ؛ في المقابل ، عند استخدام أجهزة مضخة الشحن ، إذا لم يكن هناك تصفية كبيرة في إخراج مضخة الشحن ، يمكن أن تصل نتيجة اكتساب ADC إلى 3LSB. إذا تم زيادة R1 إلى 100 Ω ، C 1=10 دقيقة. دون النظر في مقاومة الإخراج لمضخم التشغيل التشغيلي ، يجب أن يكون الحد الأقصى لتيار الإخراج للضخم التشغيلي (5-4. 09) v/100 ω =9. ولكن إذا كان R1 كبيرًا جدًا ، فسوف يقلل بشكل كبير من تواتر الإشارة التي يمكن أن تجمعها ADC. أثناء "تتبع" ADC لهذه القناة ، لا يمكن لمكبر الصوت التشغيلي إكمال شحن C1 و CIN ، مما يؤدي إلى اختلاف كبير بين أخذ العينات وجهد إدخال المضخم التشغيلي ، مما سيؤدي إلى تشويه متناسق.
