Anahtarlamalı Güç Kaynağının İşlemsel Yükselteçler Üzerindeki Etkisi
Analog sinyal ADC çipine girmeden önce gerekli seviye dönüşümünü, filtrelemeyi, ADC çip sürücüsünü vb. sağlamak için sinyal koşullandırma için bir işlemsel yükseltici kullanmak gerekir. Operasyonel yükselteç ADC ile arayüz oluşturduğunda, güç kaynağından kolayca etkilenir ve bu da ADC çip ediniminin kararlılığını da etkiler. Şekil 2, bir işlemsel yükselteç ile bir ADC arasındaki tipik bir arayüz diyagramıdır.
Çoğu ADC yongasının analog giriş ucunda bir örnekleme kapasitörü Cin bulunur ve direnç R1, işlemsel yükselticinin çıkış akımını sınırlar. Örnekleme kapasitöründen birkaç kat daha büyük olan seramik kapasitör C1, SW anahtarı kapatıldığında Cin'den C1'e kadar örnekleme kapasitörünü hızlı bir şekilde şarj eder. R1 ve C1'in spesifik değerleri, işlemsel yükseltecin kararlılığı, kuruluş süresi, ADC örnekleme süresi ve gerekli örnekleme doğruluğu ile ilgilidir.
İşlemsel yükseltecin güç kaynağının da yukarıdaki süreçte önemli bir rol oynadığına dikkat edilmelidir. İşlemsel yükselticinin kapasitör şarj periyodu sırasında, anında büyük miktarda akıma ihtiyaç duyulur ve anahtarlamalı güç kaynağının yetersiz yük tepki süresi, işlemsel yükselticinin çıkışını etkileyen önemli güç dalgalanmalarına neden olur. Örneğin, eğer C{{{0}}Cin=250pF kullanılırsa, SW başka bir kanaldan (-5V varsayarak) AI0 kanalına (artı 5V varsayarak) geçtiğinde, Cin değişir -5V'den voltaj artı C1'deki 5V'ye. C1, Cin'i hızlı bir şekilde şarj eder ve son voltaj (5V × 10-5V)/11=4.09V'dir, işlemsel amplifikatörün çıkışının 5V'tan 4,09V'a değiştirilmesi gerekir. R1'in çok küçük olması, işlemsel yükselticinin çıkışında kolayca stabilite sorunlarına neden olabilir ve aynı zamanda işlemsel yükselticinin çıkış akımını da etkileyerek güç kaynağı voltajını etkileyebilir.
Özellikle işlemsel yükselteç VCC'ye küçük bir negatif güç kaynağı sağlamak için bir şarj pompası kullanıldığında, şarj pompası çıkış voltajının artan yükle birlikte azalması özelliği, etkiyi daha belirgin hale getirir. Karşılaştırıldığında, işlemsel yükseltici bir DC doğrusal düzenlenmiş güç kaynağı kullandığında, 12 bitlik ADC edinim sonuçlarının çok kararlı olduğu ve sonuçların 1 LSB'den daha az değişebileceği bulunmuştur; Bunun aksine, şarj pompası cihazları kullanıldığında, şarj pompası çıkışının büyük bir filtresi yoksa ADC kazanım sonuçları 3LSB'ye kadar sallanabilir. Eğer R1, 100 Ω ve C1=10Cin'e artırılırsa, işlemsel yükselticinin çıkış direnci dikkate alınmaksızın, işlemsel yükselticinin * maksimum çıkış akımı (5-4.09) V/100 Ω{ olur {9}}.1mA), tipik bir işlemsel amplifikatörün * maksimum çıkış akımından daha küçüktür. Ancak R1'in çok büyük olması ADC'nin toplayabileceği sinyal frekansını önemli ölçüde azaltacaktır. ADC'nin bu kanalı "izlemesi" sırasında, işlemsel yükselteç C1 ve Cin'in şarjını tamamlayamaz, bu da örnekleme ile işlemsel yükselticinin girişi arasında önemli bir voltaj farkına neden olur ve bu da harmonik bozulmaya neden olabilir.
