Praktični vplivi stikalnih napajalnikov na operacijske ojačevalnike
Pred vstopom v čip ADC analogni signali na splošno zahtevajo kondicioniranje signala z uporabo operacijskih ojačevalnikov, da zagotovijo potrebno pretvorbo ravni, filtriranje, pogon čipa ADC itd. Ko se operacijski ojačevalnik poveže z ADC, nanj zlahka vpliva napajanje, kar vpliva tudi na stabilnost pridobivanja podatkov s čipom ADC. Slika 2 je tipičen diagram vmesnika operacijskega ojačevalnika in ADC.
Večina čipov ADC ima kondenzator za vzorčenje Cin na koncu analognega vhoda, upor R1 pa omejuje tokovni izhod operacijskega ojačevalnika. Keramični kondenzator C1, ki je nekajkrat večji od kondenzatorja za vzorčenje, hitro napolni kondenzator za vzorčenje Cin skozi C1, ko je stikalo SW zaprto. Posebne vrednosti R1 in C1 so povezane s stabilnostjo operacijskega ojačevalnika, časom nastavitve, časom vzorčenja ADC in zahtevano natančnostjo vzorčenja.
Poudariti je treba, da ima pri omenjenem procesu pomembno vlogo tudi napajanje operacijskega ojačevalnika. Med postopkom polnjenja kondenzatorja s strani operacijskega ojačevalnika je v trenutku potreben velik tok, odzivni čas obremenitve preklopnega napajalnika pa ni zadosten, kar bo povzročilo znatno valovanje moči in vplivalo na izhod operacijskega ojačevalnika. Na primer, če C1=10Cin=250pF, ko SW preklopi z drugega kanala (ob predpostavki -5V) na kanal AI0 (ob predpostavki+5V), Cin preklopi iz -5V na napetost na C1+5V in C1 hitro napolni Cin. Končna napetost je (5V × 10-5V)/11=4.09V, izhodna vrednost operacijskega ojačevalnika pa se mora spremeniti s 5V na 4,09V. Če je R1 premajhen, lahko zlahka povzroči težave s stabilnostjo v izhodu operacijskega ojačevalnika in vpliva tudi na izhodni tok operacijskega ojačevalnika, kar vpliva na napajalno napetost.
Zlasti pri uporabi polnilne črpalke za zagotavljanje majhnega negativnega napajanja operacijskega ojačevalnika VCC je značilnost, da se izhodna napetost polnilne črpalke zmanjšuje z naraščajočo obremenitvijo, učinek bolj izrazit. Primerjava kaže, da ko operacijski ojačevalnik uporablja napajalnik linearnega regulatorja DC, so rezultati pridobivanja 12-bitnega ADC zelo stabilni in variacija rezultata lahko doseže manj kot 1LSB; Nasprotno pa lahko pri uporabi naprav s črpalko za polnjenje, če v izhodu črpalke za polnjenje ni pomembnega filtriranja, lahko rezultat pridobivanja ADC zamaje do 3LSB. Če se R1 poveča na 100 Ω, C1=10Cin. Če ne upoštevamo izhodnega upora operacijskega ojačevalnika, mora biti največji izhodni tok operacijskega ojačevalnika (5–4,09) V/100 Ω=9.1mA, kar je manjše od največjega izhodnega toka tipičnega operacijskega ojačevalnika. Toda če je R1 prevelik, bo znatno zmanjšal frekvenco signala, ki ga lahko zbere ADC. Med "sledenjem" tega kanala s strani ADC operacijski ojačevalnik ne more dokončati polnjenja C1 in Cin, kar povzroči veliko razliko med vzorčenjem in vhodno napetostjo operacijskega ojačevalnika, kar bo povzročilo harmonično popačenje.
