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開關電源會下降ADC的機能嗎?

時間:2013-04-12  來源:武漢網whw.cc  作者:whw.cc 我要糾錯


LDO存在較低的紋波和噪聲指標,但最近的研討表明,高效的開關穩壓器也可用于一些轉換器設計中,條件是設計師對電路拓撲有很好的懂得,應用一些適用技能,同時采用一些必要的防備辦法。        電子工程師個別以為開關電源會下降ADC的機能,因而通常樂意選用低壓差(LDO)線性穩壓器,而不應用開關穩壓器,但這種意識并非完整準確。
  首先是抉擇轉換器,而后取舍準確的開關穩壓器,并不是任何開關穩壓器都可以應用。從數據手冊上查閱開關穩壓器的噪聲和紋波指標,以及開關頻率。典范的開關穩壓器在100kHz帶寬范疇內大略有10μV rms的噪聲。假設它們都是白噪聲大功率開關電源,那么有關頻帶內的噪聲密度相稱于31.6 nVrms/rt-Hz。

  另外,電源濾波、接地跟布線也很主要可控硅電源。在ADC電源引腳處增長0.1 μF電容,能夠使噪聲下降到比上面的盤算成果還要小。在電源輸出端增長一個簡略的LC濾波器也可行,但級聯的濾波器能將開關穩壓器噪聲克制得更多。家喻戶曉,濾波器每增添一級就能取得約20dB/10倍頻程的噪聲克制后果。嚴密疊層的電源跟地平面(間距<4mil)能夠為PCB設計增添固有的高頻去耦后果。最后,良好的物理劃分是要害,盡量使敏感的模仿電路遠分開關電路。

  其次,要查閱轉換器的電源抑制(PSR)指標,以懂得因為電源噪聲引起的轉換器性能降落的癥結點。大多數高速轉換器在第一奈奎斯特區內的PSR典范值為60dB(1mV/V)高壓電源

  在使用具備2Vpp滿量程輸入規模、78dB信噪比和125 MSPS采樣速率的16位ADC時,本底噪聲為11.26 nVrms。不論噪聲源自何處,都必需低于這個值,這樣才干不影響轉換器的機能。在第一奈奎斯特區fs/2,轉換器噪聲即是89.02μVrms(11.26 nVrms/rt-Hz)×sqrt(125 MHz/2)。固然開關穩壓器的噪聲(31.6 nv/rt-Hz)高過這個轉換器噪聲的兩倍,但留神轉換器還有60dB的PSRR,它能將開關穩壓器的噪聲抑制到31.6 pV/rt-Hz (31.6 nV/rt-Hz × 1 mV/V)。這個噪聲比轉換器的本底噪聲要小得多,因而開關穩壓器的噪聲不會降低轉換器性能。

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