スイッチング電源がオペアンプに与える影響の説明
一般的に、アナログ信号がADCチップに入る前に、オペアンプを使用して信号調整を行い、必要なレベル変換、フィルタリング、ADCチップの駆動などを行う必要があります。オペアンプがADCとインターフェースする場合、電源の影響を受けやすく、ADCチップの取得の安定性にも影響します。図2は、オペアンプとADCの一般的なインターフェース図です。
ADCチップのほとんどのアナログ入力端子にはサンプリングコンデンサCinがあり、抵抗R1はオペアンプの出力電流を制限します。スイッチSWが閉じると、セラミックコンデンサC1はサンプリングコンデンサの数倍の電流をC1を介してサンプリングコンデンサCinに急速に充電します。R1とC1の具体的な値は、オペアンプの安定性、セトリング時間、ADCのサンプリング時間、および必要なサンプリング精度に関係しています。
ここで指摘しておきたいのは、オペアンプの電源も上記のプロセスで大きな役割を果たすということです。オペアンプによってコンデンサが充電されるとき、瞬間的に大きな電流が必要になり、スイッチング電源の負荷応答時間が十分でないため、大きな電源リップルが発生し、オペアンプの出力に影響を与えます。たとえば、C{{0}}Cin=250pFの場合、SWが別のチャネル（-5Vと想定）からAI0チャネル（+5Vと想定）に切り替えられると、Cinは-5VからC1の+5Vの電圧に切り替わり、C1はCinを急速に充電します。 *最終電圧は（5V×10-5V）/11=4.09Vで、オペアンプの出力は5Vからになります。
特に、チャージポンプを使用してオペアンプ-VCCに小さな負電源を供給する場合、負荷の増加とともにチャージポンプの出力電圧が低下し、その影響がより顕著になります。オペアンプがDCリニア安定化電源を使用する場合、12-ビットADCの取得結果は非常に安定しており、結果の変動は1LSB未満になる可能性があることがわかりました。対照的に、チャージポンプデバイスを使用する場合、チャージポンプの出力が大幅にフィルタリングされないと、ADCの取得結果は最大3LSBまで揺れます。 R1を100Ωに増やすと、C1=10Cin。オペアンプの出力抵抗を考慮せずに、オペアンプの出力電流の*値は（5-4.09）V / 100Ω=9.1mA）である必要があり、これは一般的なオペアンプの*大きな出力電流よりも小さくなります。ただし、R1が大きすぎると、ADCが収集できる信号周波数が明らかに低下します。 ADC によるこのチャネルの「トラッキング」中に、オペアンプは C1 と Cin の充電を完了できず、このサンプリングとオペアンプの入力端子電圧の差が大きくなり、高調波歪みが発生します。
