L'influence de l'alimentation à découpage sur les amplificateurs opérationnels
Avant que le signal analogique n'entre dans la puce ADC, il est nécessaire d'utiliser un amplificateur opérationnel pour le conditionnement du signal afin de fournir la conversion de niveau, le filtrage, le pilote de puce ADC nécessaires, etc. Lorsque l'amplificateur opérationnel s'interface avec l'ADC, il est facilement affecté par l'alimentation électrique, ce qui affecte également la stabilité de l'acquisition de la puce ADC. La figure 2 est un schéma d'interface typique entre un amplificateur opérationnel et un CAN.
La plupart des puces ADC ont un condensateur d'échantillonnage Cin à l'extrémité d'entrée analogique et la résistance R1 limite le courant de sortie de l'amplificateur opérationnel. Le condensateur céramique C1, qui est plusieurs fois plus grand que le condensateur d'échantillonnage, charge rapidement le condensateur d'échantillonnage Cin via C1 lorsque l'interrupteur SW est fermé. Les valeurs spécifiques de R1 et C1 sont liées à la stabilité de l'amplificateur opérationnel, au temps d'établissement, au temps d'échantillonnage ADC et à la précision d'échantillonnage requise.
Il convient de souligner que l’alimentation de l’amplificateur opérationnel joue également un rôle important dans le processus ci-dessus. Pendant la période de charge du condensateur de l'amplificateur opérationnel, une grande quantité de courant est requise instantanément et le temps de réponse de charge insuffisant de l'alimentation à découpage provoquera une ondulation de puissance importante, affectant la sortie de l'amplificateur opérationnel. Par exemple, si C{{0}}Cin=250pF est utilisé, lorsque SW passe d'un autre canal (en supposant -5V) au canal AI0 (en supposant plus 5 V), Cin passe de -5V à la tension plus 5V sur C1. C1 charge rapidement Cin et la tension finale est de (5 V × 10-5 V)/11=4,09 V, la sortie de l'amplificateur opérationnel doit être modifiée de 5 V à 4,09 V. Si R1 est trop petit, cela peut facilement entraîner des problèmes de stabilité dans la sortie de l'amplificateur opérationnel, et cela peut également avoir un impact sur le courant de sortie de l'amplificateur opérationnel, affectant ainsi la tension d'alimentation.
En particulier lors de l'utilisation d'une pompe de charge pour fournir une petite alimentation négative à l'amplificateur opérationnel VCC, la caractéristique de la tension de sortie de la pompe de charge diminuant avec l'augmentation de la charge rend l'effet plus évident. À titre de comparaison, il a été constaté que lorsque l'amplificateur opérationnel utilise une alimentation régulée linéairement CC, les résultats d'acquisition ADC 12 bits sont très stables et les résultats peuvent varier de moins de 1 LSB ; En revanche, lors de l'utilisation de dispositifs à pompe de charge, si la sortie de la pompe de charge ne dispose pas d'un grand filtre, les résultats d'acquisition ADC peuvent atteindre 3LSB. Si R1 est augmenté à 100 Ω et C1=10Cin, sans tenir compte de la résistance de sortie de l'amplificateur opérationnel, le * courant de sortie maximum de l'amplificateur opérationnel est de (5-4.09) V/100 Ω{ {9}}.1mA), ce qui est inférieur au * courant de sortie maximum d'un amplificateur opérationnel typique. Mais si R1 est trop grand, cela réduira considérablement la fréquence du signal que l’ADC peut collecter. Pendant le « suivi » de ce canal par l'ADC, l'amplificateur opérationnel ne peut pas terminer la charge de C1 et Cin, ce qui entraîne une différence de tension significative entre l'échantillonnage et l'entrée de l'amplificateur opérationnel, ce qui peut provoquer une distorsion harmonique.
