คำอธิบายเกี่ยวกับอิทธิพลของการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งต่อแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน

คำอธิบายเกี่ยวกับอิทธิพลของการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งต่อแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน

โดยทั่วไป ก่อนที่สัญญาณแอนะล็อกจะเข้าสู่ชิป ADC ควรใช้เครื่องขยายสัญญาณในการปรับสภาพสัญญาณเพื่อให้การแปลงระดับที่จำเป็น การกรอง การขับเคลื่อนชิป ADC และอื่นๆ เมื่อเครื่องขยายเสียงในการดำเนินงานเชื่อมต่อกับ ADC จะได้รับผลกระทบจากแหล่งจ่ายไฟได้ง่าย ซึ่งส่งผลต่อความเสถียรของการได้มาซึ่งชิป ADC ด้วย รูปที่ 2 เป็นแผนภาพอินเทอร์เฟซทั่วไปของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานและ ADC

เทอร์มินัลอินพุตแบบอะนาล็อกส่วนใหญ่ในชิป ADC มีตัวเก็บประจุตัวอย่าง Cin และตัวต้านทาน R1 จะจำกัดกระแสเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน เมื่อปิดสวิตช์ SW ตัวเก็บประจุเซรามิก C1 หลายครั้งที่ตัวเก็บประจุสุ่มตัวอย่างจะชาร์จประจุตัวเก็บประจุตัวอย่าง Cin ถึง C1 อย่างรวดเร็ว ค่าเฉพาะของ R1 และ C1 สัมพันธ์กับความเสถียรของแอมพลิฟายเออร์ในการปฏิบัติงาน ระยะเวลาในการตกตะกอน เวลาสุ่มตัวอย่างของ ADC และความแม่นยำในการสุ่มตัวอย่างที่ต้องการ

ควรชี้ให้เห็นว่าแหล่งจ่ายไฟของแอมพลิฟายเออร์สำหรับการดำเนินงานจะมีบทบาทสำคัญในกระบวนการข้างต้นด้วย เมื่อตัวเก็บประจุถูกชาร์จโดยแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน จำเป็นต้องใช้กระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ทันที และเวลาตอบสนองโหลดของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งไม่เพียงพอ ซึ่งจะทำให้แหล่งจ่ายไฟกระเพื่อมขนาดใหญ่และส่งผลต่อเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน ตัวอย่างเช่น ถ้า C{{0}}Cin=250pF ดังนั้นเมื่อ SW ถูกเปลี่ยนจากช่องอื่น (สมมติว่า -5V) เป็นช่อง AI0 (สมมติว่า +5V ) Cin จะเปลี่ยนจาก -5V เป็นแรงดันไฟฟ้า +5V บน C1 และ C1 จะชาร์จ Cin อย่างรวดเร็ว * แรงดันไฟฟ้าสุดท้ายคือ (5V×10-5V)/11=4.09V และเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์สำหรับการดำเนินงานจะอยู่ที่ 5V

โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ปั๊มชาร์จเพื่อจ่ายไฟเชิงลบเล็กน้อยให้กับแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ -VCC แรงดันเอาต์พุตของปั๊มชาร์จจะลดลงตามการเพิ่มขึ้นของโหลด ซึ่งทำให้เอฟเฟกต์ชัดเจนยิ่งขึ้น พบว่าเมื่อแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานใช้แหล่งจ่ายไฟ DC แบบควบคุมเชิงเส้น ผลลัพธ์ที่ได้รับของ 12-bit ADC จะมีความเสถียรมาก และความแปรผันของผลลัพธ์อาจต่ำกว่า 1LSB ในทางตรงกันข้าม เมื่อใช้อุปกรณ์ปั๊มชาร์จ หากเอาต์พุตของปั๊มชาร์จไม่ได้รับการกรองอย่างมาก ผลการได้มาของ ADC จะสั่นได้ถึง 3LSB ถ้า R1 เพิ่มขึ้นเป็น 100Ω, C1=10Cin โดยไม่คำนึงถึงความต้านทานเอาท์พุตของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน ค่า * ของกระแสเอาท์พุตของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานจะต้องเป็น (5-4.09)V/100Ω=9.1mA) ซึ่งน้อยกว่า * กระแสเอาต์พุตขนาดใหญ่ของแอมพลิฟายเออร์สำหรับการดำเนินงานทั่วไป อย่างไรก็ตาม หาก R1 มีขนาดใหญ่เกินไป ก็จะลดความถี่ของสัญญาณที่ ADC สามารถรวบรวมได้อย่างเห็นได้ชัด ในระหว่าง "การติดตาม" ของช่องนี้โดย ADC แอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานไม่สามารถชาร์จ C1 และ Cin ได้จนเสร็จสมบูรณ์ ซึ่งทำให้ความแตกต่างระหว่างการสุ่มตัวอย่างนี้กับแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วอินพุตของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานขนาดใหญ่ ซึ่งจะทำให้เกิดการบิดเบือนฮาร์มอนิก