開(kāi)關(guān)電源的負(fù)載響應(yīng)時(shí)間不夠影響運(yùn)放的輸出

時(shí)間：2014-07-02作者：武漢三科電源商城瀏覽：72

 開(kāi)關(guān)電源對(duì)運(yùn)算放大器的影響(1)
一般模擬量信號(hào)進(jìn)入ADC芯片之前，要利用運(yùn)算放大器進(jìn)行信號(hào)調(diào)理，以提供必要的電平變換、濾波、ADC芯片驅(qū)動(dòng)等等。運(yùn)算放大器與ADC相接口時(shí)，容易受到電源的影響，從而也影響ADC芯片采集的穩(wěn)定。圖2是運(yùn)算放大器與ADC的典型接口圖。
大多ADC芯片內(nèi)部的模擬輸入端都具有一個(gè)采樣電容Cin，電阻R1對(duì)運(yùn)放輸出限流，數(shù)倍于采樣電容的陶瓷電容C1使得開(kāi)關(guān)SW合上的瞬間，通過(guò)C1迅速給采樣電容Cin充電。R1、C1的具體數(shù)值，與運(yùn)放的穩(wěn)定性、建立時(shí)間、ADC采樣時(shí)間、需要的采樣精度有關(guān)。
這里要指出的是，在上述過(guò)程中，運(yùn)放的電源也會(huì)起很大的作用。在運(yùn)放對(duì)電容充電期間，瞬間需要較大的電流，而開(kāi)關(guān)電源的負(fù)載響應(yīng)時(shí)間不夠，將造成比較大的電源紋波，影響運(yùn)放的輸出。比如采用C1=10Cin=250pF，則當(dāng)SW從別的通道（假設(shè)為-5V）切到AI0通道（假設(shè)+5V）時(shí)，Cin從-5V切換到C1上的電壓+5V，C1迅速給Cin充電，較終電壓為（5V×10-5V）/11＝4.09V，運(yùn)放輸出要從5V變到4.09V，R1太小容易帶來(lái)運(yùn)放輸出穩(wěn)定性問(wèn)題，同時(shí)也會(huì)對(duì)運(yùn)放輸出電流帶來(lái)沖擊，影響電源電壓。


特別是在采用電荷泵給運(yùn)放-VCC提供小的負(fù)電源時(shí)，電荷泵輸出電壓隨負(fù)載增大而降低的特性使得效果較加明顯。比較發(fā)現(xiàn)，運(yùn)放采用直流線(xiàn)性穩(wěn)壓電源時(shí)，12位的ADC采集結(jié)果很穩(wěn)定，結(jié)果變動(dòng)可達(dá)1LSB以下；相比之下，采用電荷泵器件時(shí)，如果電荷泵輸出沒(méi)有大的濾波，ADC采集結(jié)果晃動(dòng)可達(dá)3LSB。如果增大R1為100Ω時(shí)，C1=10Cin，不考慮運(yùn)放輸出電阻時(shí)，需要運(yùn)放輸出電流的較大值為（5－4.09）V/100Ω＝9.1mA），小于一般運(yùn)放的較大輸出電流。但R1太大，將明顯降低ADC所能采集到的信號(hào)頻率，在ADC對(duì)該通道“跟蹤”期間，運(yùn)放無(wú)法完成對(duì)C1和Cin充電，使得該次采樣與運(yùn)放輸入端電壓相差較大，會(huì)造成諧波失真。

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