由于 SAR ADC 的功耗隨著每一代新器件的推出而不斷降低，放大器成了功耗敏感型應用的制約因素。那么我們如何才能進一步降低功耗？在尋找可能的解決方案之前，讓我們先考慮一下 ADC 功耗降低的原因。

下圖 1 直接顯示了我們 12 位、4MSPS ADS7881 SAR ADC 的功耗情況，是功耗顯著降低的很好例證。

圖 1：ADS7881 功耗與采樣率比較

當運行在高時鐘速率下時，唯一的省電方法就是降低供電電壓。但這并非總是可行的。當在使用 SAR ADC 監測應用時，如果在系統完全喚醒狀態下很少有事件會提升采樣速度，應考慮使用低占空比。

這對 ADC 來說已經很好了，但卻沒有回答如何顯著降低運算放大器功耗的問題。那么我們應該如何做呢？

ADS7881 是一款 12 位 ADC，電壓輸入范圍介于 0V 至 +2.5V 之間。

我選用 OPA836 作為放大器，因其可使用與 ADS7881 相同的電源。使用 +5V 電壓供電，我們可在電壓保持在輸入動態范圍內的同時，最大限度降低 ADC 及其驅動器功耗。

OPA836 是一款采用 2x2 毫米 QFN 封裝，具有出色壓擺功能與線性度的 1mA 運算放大器，是電池供電應用的理想選擇。雖然它是一款軌至軌輸出 (RRO) 器件，但只有在產生少量負電源時，其輸出才能擺動至接地。正輸出也存在同樣的限制，不過在這里沒有意義。應注意 OPA836 的產品說明書對最低／最高線性輸出電壓與飽和輸出電壓做了明確區分。

對高低電壓軌而言，線性工作預留電壓空間為 150/250mV，而飽和工作預留電壓空間則為 15/43mV。另外，由于 OPA836 的輸入不是軌至軌輸入 (RRI)，只含接地，因此電壓范圍可能只能局限在 -0.2V 至 3.9V 之間。避免這種局限性的合理方法是在增益超過 1V/V 的條件下使用 OPA836。由于 ADS7881 的最大輸入電壓范圍受 +2.5V 參考電壓限制，而我們面臨的唯一限制是輸出端的負軌，因此單位增益工作完全沒有問題。因為 OPA836 是一款高速放大器，因此我們將獲得超過 56MHz 的帶寬以及超過 100V/ms 的壓擺率，可確保帶寬與任何信號電平保持恒定。

ADS7881 的最低有效位 (LSB) 大約是 610mV。OPA836 最大輸入失調電壓達 500uV，可充分滿足 12 位應用需求。

由于可控制 ADC 的時鐘速率，因此可在微控制器中生成一個信號來通過適當定時啟用／禁用 OPA836。OPA836 的 PD 引腳可便捷與 ADS7881 的 BUSY 引腳、CONVST 引腳或 NAP 引腳同步，將 OPA836 置于禁用模式下?，F在要解決的主要問題是放大器的開啟時間，以及運算放大器和 ADC 之間的濾波器接口強制減速時間常數。

如下圖 2 所示，OPA836 具有關斷功能，其開啟／關閉速度相當快，可輕松適應高占空比。

圖 2：OPA836 啟用／禁用響應

剩下的最大問題是放大器后的濾波器時間常數。

解決這個問題的方法是當放大器處于關斷模式時，控制放大器輸出端的輸出電壓，如圖 3 所示。

圖 3：在禁用模式下保持放大器的共模電壓輸出

圖 4：OPA836 在輸出端保持的中等電壓下啟用／禁用響應

可以看到，圖 2 和圖 4 之間唯一的差別是共模不同，放大器仍然有相同的開啟／關閉時間常數。當 ADC 從采樣狀態進入保持狀態時，放大器的唯一作用是保持適當的共模電壓，幫助安排 ADC 進行下一次轉換。當運算放大器處于禁用模式時，這可使用一款電阻分壓器取代，以節省電源。