اثرات سوئیچینگ منابع تغذیه بر تقویت کننده های عملیاتی

اثرات سوئیچینگ منابع تغذیه بر تقویت کننده های عملیاتی

سیگنال های آنالوگ عمومی به تراشه ADC قبل از استفاده از تقویت کننده های عملیاتی برای تهویه سیگنال، به منظور ارائه سطح لازم تبدیل، فیلتر کردن، درایو تراشه ADC و غیره. تقویت‌کننده‌های عملیاتی و رابط فاز ADC، به راحتی تحت‌تاثیر منبع تغذیه قرار می‌گیرند، که بر پایداری تراشه ADC نیز تأثیر می‌گذارد. شکل 2 یک نمودار رابط معمولی بین تقویت کننده های عملیاتی و ADC ها است.

بیشتر ورودی آنالوگ داخلی تراشه ADC دارای ظرفیت نمونه برداری Cin، مقاومت R1 در خروجی op-amp جریان محدود کننده، چندین برابر ظرفیت نمونه برداری از خازن سرامیکی C1 است به طوری که سوئیچ SW در لحظه بسته می شود، از طریق C1. به سرعت به ظرفیت نمونه برداری سین شارژ. R1، مقدار خاص C1، با ثبات عملیات تقویت کننده، ایجاد زمان، زمان نمونه برداری ADC، دقت نمونه برداری مورد نیاز است.

در اینجا لازم به ذکر است که منبع تغذیه آپ امپ نیز نقش زیادی در فرآیند فوق خواهد داشت. در طول شارژ خازن توسط آپ امپ، جریان زیادی فورا مورد نیاز است و زمان پاسخگویی بار ناکافی منبع تغذیه سوئیچینگ منجر به موج نسبتاً بزرگ منبع تغذیه می شود که بر خروجی آپ امپ تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، با استفاده از C1=10Cin=250pF، سپس هنگامی که SW از کانال های دیگر (با فرض -5V) به کانال AI0 برید (با فرض {{7}) }V)، Cin از -5V به ولتاژ در C1 +5V سوئیچ می‌شود، C1 به سرعت Cin را شارژ می‌کند، * ولتاژ نهایی (5V × 10-5V)/{13} }.09 ولت، خروجی آپ امپ از 5 ولت به 4.09 ولت تغییر می کند، R1 خیلی کوچک است و به راحتی نمی توان به راحتی مشکلات پایداری خروجی آپمپ را به ارمغان آورد، اما جریان خروجی آپ امپ نیز تأثیر خواهد گذاشت. ، بر ولتاژ تغذیه تأثیر می گذارد.

به خصوص هنگامی که از پمپ شارژ برای تامین یک منبع تغذیه منفی کوچک به op-amp-VCC استفاده می شود، مشخصه ای که ولتاژ خروجی پمپ شارژ با افزایش بار کاهش می یابد، تأثیر را آشکارتر می کند. مقایسه نشان داد که op-amp با استفاده از منبع تغذیه تنظیم شده خطی DC، 12-نتایج کسب ADC بیتی بسیار پایدار است، نتایج تغییر تا 1LSB یا کمتر است. در مقابل، با استفاده از دستگاه پمپ شارژ، اگر خروجی پمپ شارژ فیلتر بزرگی نداشته باشد، نتایج اکتساب ADC تا 3LSB می‌لرزد. اگر R1 را برای 100Ω افزایش دهید وقتی C1=10Cin، مقاومت خروجی آپ امپ را در نظر نگیرید هنگامی که جریان خروجی آپ امپ باید باشد مقدار بزرگ جریان است (5-4.09) )V/100Ω=9.1mA)، که کوچکتر از * جریان خروجی بزرگ op-amp عمومی است. اما R1 بیش از حد بزرگ است، فرکانس سیگنالی را که ADC می تواند بگیرد به طور قابل توجهی کاهش می دهد، در ADC در دوره "ردیابی" کانال، Op-amp نمی تواند در شارژ C1 و Cin تکمیل شود، به طوری که نمونه برداری و اختلاف ولتاژ ورودی op-amp زیاد است که باعث ایجاد اعوجاج هارمونیک می شود.