【48812】怎么经过低噪声和低纹波规划技能来增强电源和信号完整性

  浏览量2024-06-29 作者: 轨道交通

  时,常常遇到的一个问题是怎么样进步准确度和精度,并最大极限下降体系噪声。鉴于不同的人对“噪声”这个术语有不同的了解,我在此声明,本篇文章得陇望蜀的噪声是指电路中所发生的低频热噪声。您一般可将噪声频谱密度曲线(以微伏/平方根赫兹为单位)中10Hz至100kHz带宽内的噪声视为集成输出噪声(以均方根毫伏为单位)。电源噪声会下降模数转换器的功用并引起时钟颤动。

  曾经,对时钟、数据转换器或放大器供电时,先后选用直流/直流转换器(或模块)、低压降稳压器 (LDO)(例如TPS7A94、TPS7A82、TPS7A84、TPS7A52、TPS7A53或TPS7A54)和铁氧体磁珠滤波器的安置,如图 1 所示。这种规划办法最大极限削减了电源噪声和纹波,并在负载电流低于 2A 左右时坚持杰出的功用。但是,跟着负载添加,LDO 中的功率损耗会引发功率和热办理问题,例如,后置稳压 LDO 在典型的模仿前端运用中会添加 1.5W 的功率丢失。低噪声的高效规划是不是没办法完成?倒也未必。

  图 1:运用直流/直流(DC/DC)转换器、LDO 和铁氧体磁珠滤波器的典型低噪声架构

  避免发生功率损耗的一种办法是最大极限削减经过 LDO 的压降。但是,这种办法会对噪声功用发生负面影响。此外,电流更高的 LDO 一般也更大,这会添加规划尺度和本钱。既能保证低噪声又不会添加功率损耗的一种更有用的办法是,运用低噪声DC/DC 降压转换器或模块替代规划中的 LDO,如图 2 所示。

  我知道您的疑问:移除下降噪声的首要器材怎么还能供给低噪声电源?其实,许多 LDO 在带隙基准处都具有一个低通滤波器,用于最大极限削减进入差错放大器的噪声。TPS62912和TPS62913系列的低噪声降压转换器以及 TPSM82912 和TPSM82913模块运用降噪/软启动引脚衔接电容器,并与集成的Rf和外部衔接的CNR/SS 组成一个低通电阻器/电容器滤波器,如图 3 所示。本质上,这种结构模仿了 LDO 中带隙低通滤波器的功用。假如 TPS62913 或 TPSM82913 仍不足以满意您的低噪声要求,您可以正常的运用具有更低压降和功耗的低噪声 LDO(如 TPS7A94),这样仍可完成超低噪声。 运用简报 SBVA099 对此进行了更具体的阐明。

  一切直流/直流转换器都会在其开关频率下发生输出电压纹波。在精细体系中,噪声灵敏型模仿电源轨需求超低的电源电压纹波来更大极限地削减频谱中的频率杂散,电源电压纹波一般取决于DC/DC 转换器的开关频率、电感值、输出电容、等效串联电阻和等效串联电感。为削减这些元件发生的纹波,工程师一般运用 LDO 和/或小型铁氧体磁珠和电容器组成 π 型滤波器,然后更大极限减小负载纹波。TPS62912 和 TPS62913 等低纹波降压转换器以及 TPSM82913 模块经过集成铁氧体磁珠补偿和遥感反应功用,充沛的运用铁氧体磁珠滤波器。经过运用铁氧体磁珠的电感和附加的输出电容器,消除了输出电压纹波中的高频重量,并将纹波下降了约 30dB,如图 4 所示。

  图 4:运用铁氧体磁珠滤波器之前的输出电压纹波(a);运用铁氧体磁珠滤波器之后的输出电压纹波(b)

  经过集成可下降体系噪声和纹波的特性,低噪声降压转换器可协助工程师完成不运用 LDO 的低噪声电源解决方案。当然,不同运用所需的噪声级不同,并且不同的输出电压需求的功用也不同。所以,您只能为规划挑选正真合适的低噪声架构。假如您想简化噪声灵敏型模仿电源规划、下降功率损耗并缩小全体规划尺度,请考虑运用低噪声降压转换器。

  工程师在为选用时钟、数据转换器或放大器的医疗运用、测验和丈量以及无线基础设施的

  分配网络(Power Distribution Network,简称PDN)。

  剖析(第二版)》着重直觉了解、实用工具和工程素质。作者以实践专家的视角指出形成

  的仿真 /

  工程师在为选用时钟、数据转换器或放大器的医疗运用、测验和丈量以及无线基础设施的

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  【《核算》阅览体会】+徜徉于历史人物事情中-跑跑核算实例感叹于前人的才智

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