高速ADC電源設計方案
下一步是改變交流信號的頻率和幅度,以便確定ADC在系統板中的PSRR特性。數據手冊中的大部分數值是典型值,可能只針對最差工作條件或最差性能的電源。例如,相對于其它電源,+5 V模擬電源可能是最差的。應確保所有電源的特性都有說(shuō)明,如果說(shuō)明得不全面,請咨詢(xún)廠(chǎng)家。這樣,設計人員將能為每個(gè)電源設置適當的設計約束條件。
請記住,使用LC配置測試PSRR/PSMR時(shí)有一個(gè)缺點(diǎn)。當掃描目標頻段時(shí),為使ADC電源引腳達到所需的輸入電平,波形發(fā)生器輸出端所需的信號電平可能非常高。這是因為L(cháng)C配置會(huì )在某一頻率(該頻率取決于所選的值)形成陷波濾波器。這會(huì )大大增加陷波濾波器處的接地電流,該電流可能會(huì )進(jìn)入模擬輸入端。要解決這一問(wèn)題,只需在測試頻率造成測量困難時(shí)換入新的LC值。這里還應注意,LC網(wǎng)絡(luò )在直流條件下也會(huì )發(fā)生損耗。記住要在A(yíng)DC的電源引腳上測量直流電源,以便補償該損耗。例如,+5V電源經(jīng)過(guò)LC網(wǎng)絡(luò )后,系統板上可能只有+4.8V。要補償該損耗,只需升高電源電壓即可。
PSMR的測量方式基本上與PSRR相同。不過(guò)在測量PSMR時(shí),需將一個(gè)模擬輸入頻率施加于測試設置,如圖3所示。
另一個(gè)區別是僅在低頻施加調制或誤差信號,目的是觀(guān)察此信號與施加于轉換器的模擬輸入頻率的混頻效應。對于這種測試,通常使用1-100kHz頻率。只要能在基頻周?chē)吹秸`差信號即混頻結果,則說(shuō)明誤差信號的幅度可以保持相對恒定。但也不妨改變所施加的調制誤差信號幅度,以便進(jìn)行檢查,確保此值恒定。為了獲得最終結果,最高(最差)調制雜散相對于基頻的幅度之差將決定PSMR規格。圖4所示為實(shí)測PSMR FFT頻譜的示例。
電源噪聲分析
對于轉換器和最終的系統而言,必須確保任意給定輸入上的噪聲不會(huì )影響性能。前面已經(jīng)介紹了PSRR、PSMR及其重要意義,下面將通過(guò)一個(gè)示例說(shuō)明如何應用所測得的數值。該示例將有助于設計人員明白,為了了解電源噪聲并滿(mǎn)足系統設計需求,應當注意哪些方面以及如何正確設計。
首先選擇轉換器,然后選擇調節器、LDO、開(kāi)關(guān)調節器或其它器件。并非所有調節器都適用。應當查看調節器數據手冊中的噪聲和紋波指標,以及開(kāi)關(guān)頻率(如果使用開(kāi)關(guān)調節器)。典型調節器在100 kHz帶寬內可能具有10 μV rms噪聲。假設該噪聲為白噪聲,則它在目標頻段內相當于31.6 nVrms/rt-Hz的噪聲密度。
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