講解開(kāi)關(guān)電源是如何對ADC的性能產(chǎn)生影響
工程師一般認為開(kāi)關(guān)電源會(huì )降低ADC的功能,因此一般情愿選用低壓差(LDO)線(xiàn)性穩壓器,而不運用開(kāi)關(guān)穩壓器,但這種知道并非完全準確。LDO具有較低的紋波和噪聲目標,但近來(lái)的研究標明,高效的開(kāi)關(guān)穩壓器也可用于一些轉換器規劃中,條件是規劃師對電路拓撲有極好的理解,運用一些實(shí)用技巧,一起采納一些必要的防范辦法。
首先是挑選轉換器,然后挑選準確的開(kāi)關(guān)穩壓器,并不是任何開(kāi)關(guān)穩壓器都可以運用。從數據手冊上查閱開(kāi)關(guān)穩壓器的噪聲和紋波目標,以及開(kāi)關(guān)頻率。典型的開(kāi)關(guān)穩壓器在100kHz帶寬規模內大概有10μV rms的噪聲。假定它們都是白噪聲,那么有關(guān)頻帶內的噪聲密度相當于31.6 nVrms/rt-Hz。
其次,要查閱轉換器的電源按捺(PSR)目標,以了解因為電源噪聲導致的轉換器功能降低的要害點(diǎn)。大多數高速轉換器在榜首奈奎斯特區內的PSR典型值為60dB(1mV/V)。
在運用具有2Vpp滿(mǎn)量程輸入規模、78dB信噪比和125 MSPS采樣速率的16位ADC時(shí),本底噪聲為11.26 nVrms。不論噪聲源自何處,都必須低于這個(gè)值,這么才干不影響轉換器的功能。在榜首奈奎斯特區fs/2,轉換器噪聲等于89.02μVrms(11.26 nVrms/rt-Hz)×sqrt(125 MHz/2)。雖然開(kāi)關(guān)穩壓器的噪聲(31.6 nv/rt-Hz)高過(guò)這個(gè)轉換器噪聲的兩倍,但留意轉換器還有60dB的PSRR,它能將開(kāi)關(guān)穩壓器的噪聲按捺到31.6 pV/rt-Hz (31.6 nV/rt-Hz × 1 mV/V)。這個(gè)噪聲比轉換器的本底噪聲要小得多,因此開(kāi)關(guān)穩壓器的噪聲不會(huì )降低轉換器功能。
別的,電源濾波、接地和布線(xiàn)也很主要。在A(yíng)DC電源引腳處添加0.1 μF電容,可以使噪聲降低到比上面的計算結果還要小。在電源輸出端添加一個(gè)簡(jiǎn)略的LC濾波器也可行,但級聯(lián)的濾波器能將開(kāi)關(guān)穩壓器噪聲按捺得更多。眾所周知,濾波器每添加一級就能獲得約20dB/10倍頻程的噪聲按捺作用。嚴密疊層的電源和地平面(距離<4mil)可認為PCB規劃添加固有的高頻去耦作用。最終,良好的物理區分是要害,盡量使敏感的模仿電路遠離開(kāi)關(guān)電路。
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