Anahtarlamalı güç kaynağının işlemsel yükselteç üzerindeki etkisinin açıklanması
Genel olarak, analog sinyaller ADC çipine girmeden önce, gerekli seviye dönüşümünü, filtrelemeyi, ADC çipini sürmeyi vb. sağlamak için sinyal koşullandırma için işlemsel yükselteçler kullanılmalıdır. İşlemsel yükselteç ADC ile arayüz oluşturduğunda, güç kaynağından kolayca etkilenir ve bu da ADC çip ediniminin kararlılığını da etkiler. Şekil 2, bir işlemsel amplifikatörün ve bir ADC'nin tipik bir arayüz diyagramıdır.
ADC yongalarındaki çoğu analog giriş terminalinde bir örnekleme kapasitörü Cin bulunur ve direnç R1, işlemsel yükselticinin çıkışının akımını sınırlar. SW anahtarı kapatıldığında, seramik kapasitör C1, örnekleme kapasitörünün birkaç katı kadar hızlı bir şekilde örnekleme kapasitörünü Cin ila C1 arasında şarj eder. R1 ve C1'in spesifik değerleri, işlemsel yükseltecin kararlılığı, yerleşme süresi, ADC'nin örnekleme süresi ve gerekli örnekleme doğruluğu ile ilgilidir.
Burada işlemsel yükseltecin güç kaynağının da yukarıdaki süreçte büyük rol oynayacağını belirtmek gerekir. Kapasitör işlemsel yükselteç tarafından şarj edildiğinde, anında büyük bir akıma ihtiyaç duyulur ve anahtarlama güç kaynağının yük tepki süresi yeterli değildir, bu da büyük bir güç kaynağı dalgalanmasına neden olur ve işlemsel yükselticinin çıkışını etkiler. Örneğin, eğer C{{0}}Cin=250pF ise, SW başka bir kanaldan (-5V varsayılarak) AI0 kanalına (+5V varsayılarak) değiştirildiğinde ), Cin, -5V'den C1'deki +5V voltajına geçecek ve C1, Cin'i hızlı bir şekilde şarj edecektir. * Nihai voltaj (5V×10-5V)/11=4.09V'dir ve işlemsel yükselticinin çıkışı 5V'tan itibaren olacaktır.
Özellikle şarj pompası, işlemsel yükselteç -VCC'ye küçük bir negatif güç kaynağı sağlamak için kullanıldığında, yükün artmasıyla şarj pompasının çıkış voltajı düşer, bu da etkiyi daha belirgin hale getirir. İşlemsel yükselteç DC doğrusal regüle güç kaynağı kullandığında, 12-bit ADC'nin kazanım sonuçlarının çok kararlı olduğu ve sonuçların değişiminin 1LSB'nin altında olabileceği bulunmuştur. Bunun aksine, şarj pompası cihazı kullanıldığında, şarj pompasının çıkışı büyük ölçüde filtrelenmezse ADC kazanım sonucu 3LSB'ye kadar sallanacaktır. R1, 100Ω'a artırılırsa, C1=10Cin. İşlemsel yükselticinin çıkış direncini dikkate almadan, işlemsel yükselticinin çıkış akımının * değerinin (5-4.09)V/100Ω=9.1mA) olması gerekir; bu, * Genel operasyonel amplifikatörün büyük çıkış akımı. Ancak R1'in çok büyük olması ADC tarafından toplanabilecek sinyal frekansını açıkça azaltacaktır. Bu kanalın ADC tarafından "izlenmesi" sırasında, işlemsel yükselteç C1 ve Cin'in şarjını tamamlayamaz, bu da bu örnekleme ile işlemsel yükselticinin giriş terminal voltajı arasındaki farkı büyük yapar, bu da harmonik bozulmaya neden olur.
