Lülitustoiteallika mõju operatsioonivõimendile selgitus
Üldiselt tuleks enne analoogsignaalide ADC-kiibile sisenemist kasutada signaali konditsioneerimiseks operatiivvõimendeid, et tagada vajaliku taseme teisendamine, filtreerimine, ADC-kiibi juhtimine ja nii edasi. Kui operatiivvõimendi liidestub ADC-ga, mõjutab see kergesti toiteallikat, mis mõjutab ka ADC-kiibi omandamise stabiilsust. Joonis fig 2 on tüüpiline operatiivvõimendi ja ADC liidese skeem.
Enamikul ADC-kiipide analoogsisendi klemmidel on diskreetimiskondensaator Cin ja takisti R1 piirab operatiivvõimendi väljundvoolu. Kui lüliti SW on suletud, laeb keraamiline kondensaator C1 mitu korda diskreetimiskondensaatorist kiirelt diskreetimiskondensaatorit Cin läbi C1. R1 ja C1 spetsiifilised väärtused on seotud operatiivvõimendi stabiilsuse, settimisaja, ADC diskreetimisajaga ja nõutava diskreetimistäpsusega.
Siinkohal tuleb märkida, et ülaltoodud protsessis mängib suurt rolli ka operatiivvõimendi toide. Kui kondensaatorit laetakse operatiivvõimendiga, on vaja koheselt suurt voolu ja lülitustoiteallika koormusreaktsiooni ajast ei piisa, mis põhjustab suure toiteallika pulsatsiooni ja mõjutab operatiivvõimendi väljundit. Näiteks kui C{{0}}Cin=250pF, siis kui SW lülitatakse teiselt kanalilt (eeldusel, et -5V) AI0 kanalile (eeldusel, et +5V ), Cin lülitub C1-l -5V pingele +5V ja C1 laadib Cin kiiresti. * Lõpppinge on (5V×10-5V)/11=4.09V ja operatiivvõimendi väljund on alates 5V.
Eriti kui laadimispumpa kasutatakse operatiivvõimendi VCC väikese negatiivse toiteallika tagamiseks, väheneb laadimispumba väljundpinge koormuse suurenemisega, mis muudab efekti ilmsemaks. On leitud, et kui operatsioonivõimendi kasutab lineaarselt reguleeritud alalisvoolu toiteallikat, on 12-bitise ADC võtmistulemused väga stabiilsed ja tulemuste kõikumine võib olla alla 1LSB. Seevastu laadimispumba seadme kasutamisel, kui laadimispumba väljundit ei filtreerita suurel määral, raputab ADC hõive tulemus kuni 3LSB-ni. Kui R1 suurendatakse 100 Ω-ni, siis C1=10Cin. Operatsioonivõimendi väljundtakistust arvestamata peab operatiivvõimendi väljundvoolu * väärtus olema (5-4.09)V/100Ω=9.1mA), mis on väiksem kui * üldoperatsioonivõimendi suur väljundvool. Kui aga R1 on liiga suur, vähendab see ilmselgelt signaali sagedust, mida ADC suudab koguda. Selle kanali ADC poolt "jälgimise" ajal ei saa operatsioonvõimendi C1 ja Cin laadimist lõpule viia, mistõttu on selle diskreetimise ja operatiivvõimendi sisendklemmpinge erinevus suur, mis põhjustab harmoonilisi moonutusi.
