השפעות מעשיות של החלפת ספקי כוח על מגברים תפעוליים
לפני הכניסה לשבב ה-ADC, אותות אנלוגיים דורשים בדרך כלל מיזוג אותות באמצעות מגברים תפעוליים כדי לספק המרת רמות הכרחית, סינון, הנעת שבב ADC, וכן הלאה. כאשר המגבר התפעולי מתממשק עם ה-ADC, הוא מושפע בקלות מאספקת החשמל, מה שמשפיע גם על יציבות רכישת הנתונים של שבב ה-ADC. איור 2 הוא דיאגרמת ממשק טיפוסית של מגבר תפעולי ו-ADC.
לרוב שבבי ה-ADC יש קבל דגימה Cin בקצה הקלט האנלוגי, והנגד R1 מגביל את פלט הזרם של המגבר התפעולי. הקבל הקרמי C1, שגדול פי כמה מקבל הדגימה, טוען במהירות את קבל הדגימה Cin דרך C1 כאשר המתג SW סגור. הערכים הספציפיים של R1 ו-C1 קשורים ליציבות המגבר התפעולי, זמן ההגדרה, זמן דגימת ADC ודיוק הדגימה הנדרש.
יש לציין שגם אספקת החשמל של המגבר התפעולי משחקת תפקיד משמעותי בתהליך הנ"ל. במהלך תהליך הטעינה של הקבל על ידי המגבר התפעולי, נדרש זרם גדול באופן מיידי, וזמן תגובת העומס של ספק הכוח המחליף אינו מספיק, מה שיגרום לאדוות הספק משמעותיות ולהשפיע על הפלט של המגבר התפעולי. לדוגמה, אם C1=10Cin=250pF, כאשר SW עובר מערוץ אחר (בהנחה של -5V) לערוץ AI0 (בהנחה של+5V), Cin עובר מ-5V למתח ב-C1+5V, ו-C1 מטעין במהירות את Cin. המתח הסופי הוא (5V × 10-5V)/11=4.09V, והפלט של המגבר התפעולי צריך להשתנות מ-5V ל-4.09V. אם R1 קטן מדי, זה יכול בקלות לגרום לבעיות יציבות בפלט המגבר התפעולי וגם להשפיע על זרם המוצא של המגבר התפעולי, להשפיע על מתח אספקת החשמל.
במיוחד כאשר משתמשים במשאבת מטען כדי לספק ספק כוח שלילי קטן למגבר התפעולי VCC, המאפיין שמתח המוצא של משאבת המטען יורד עם הגדלת העומס הופך את ההשפעה ליותר בולטת. השוואה מראה שכאשר המגבר התפעולי משתמש באספקת כוח של ווסת ליניארי DC, תוצאות רכישת ה-ADC של 12 סיביות יציבות מאוד, והשינוי בתוצאה יכול להגיע לפחות מ-1LSB; לעומת זאת, בעת שימוש בהתקני משאבת טעינה, אם אין סינון משמעותי בפלט של משאבת המטען, תוצאת רכישת ה-ADC יכולה לזעזע עד 3LSB. אם R1 מוגדל ל-100 Ω, C1=10Cin, כאשר לא לוקחים בחשבון את התנגדות המוצא של המגבר התפעולי, זרם המוצא המרבי של המגבר התפעולי צריך להיות (5-4.09) V/100 Ω=9.1mA, שהוא קטן מזרם המוצא המרבי של מגבר תפעולי טיפוסי. אבל אם R1 גדול מדי, זה יפחית משמעותית את תדירות האות שה-ADC יכול לאסוף. במהלך ה"מעקב" של ה-ADC אחר ערוץ זה, המגבר התפעולי אינו יכול להשלים את הטעינה של C1 ו-Cin, וכתוצאה מכך הבדל גדול בין הדגימה למתח הכניסה של המגבר התפעולי, מה שיגרום לעיוות הרמוני.
