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由開關(guān)電源驅(qū)動的高速ADC設(shè)計(2)
2012年05月06日 11:20 來源:本站整理 作者:秩名 我要評論(0)
測量結(jié)果
我們利用輸入訊號頻率掃描對比了5個實驗。先使用135MSPS採樣速率然后使用80MSPS採樣速率對叁個ADS5483EVM實施了這種實驗,均沒有觀察到巨大的性能差異。
在使用135MSPS採樣速率情況下,SNR和SFDR的頻率掃描如圖5所示。在10到130MHz輸入頻率下SNR的最大變化約為0.1dB。SFDR結(jié)果也非常接近;在某些輸入頻率(例如:80MHz)下,可以觀測到下降1至2dB。
圖5;10到130MHz輸入頻率掃描。
5個實驗的FFT曲線圖對比(請參見圖6)顯示雜訊底限或突波振幅沒有出現(xiàn)較大的增加。使用LDO清除開關(guān)雜訊使得輸出頻譜看起來幾乎與乾凈5V實驗室電源完全一樣。去除LDO以后,我們觀測到從交換式穩(wěn)壓器產(chǎn)生了兩個突波,其具有一個來自10MHz輸入音調(diào)的約500kHz頻率偏置。RC緩衝器電路降低這些突波振幅約3dB,從約-108dBc降到了約-111dBc。這一值低于ADS5483的平均突波振幅,其顯示ADS5483可在不犧牲SNR或SFDR性能的情況下直接由一個交換式穩(wěn)壓器來驅(qū)動。
圖6:500kHz偏置突波65k點FFT圖。
RC緩沖器
降壓穩(wěn)壓器輸出能夠以相當高的開關(guān)速度對非常大的電壓實施開關(guān)作業(yè)。本文中,將TPS5420的輸入電壓軌設(shè)定為10V,我們可在輸出端觀測到許多過衝和振鈴,如圖7a所示。為了吸收一些電源電路電抗能量,我們將RC緩衝電路添加到了TPS5420的輸出(請參見圖7b)。該電路提供了一個高頻接地通路,其對過衝起到了一些阻滯作用。圖7a顯示RC緩衝器降低過衝約50%,并且?guī)缀跬耆苏疋彙N疫x用了R=2.2Ω和C=470pF的元件值。穩(wěn)壓器的開關(guān)頻率範圍可以為500kHz到約6MHz,具體取決于製造廠商,因此可能需要我們對R和C值進行調(diào)節(jié)。這種解決方案的代價是帶來一些額外的分流電阻AC功耗(儘管電阻非常小),其降低穩(wěn)壓器總功效不足1%。
圖7:TPS5420交換式穩(wěn)壓器。
我們將10MHz輸入訊號標準化FFT圖繪製出來,以對比‘實驗1’到‘實驗4’(請參見圖8)。TPS5420的突波在約500kHz偏置時清晰可見。緩衝器降低突波振幅約3dB,而低雜訊LDO則完全消除了突波。需要注意的是,RC緩衝器(無LDO)的突波振幅約為-112dBc,遠低于ADS5483平均突波振幅,因此SFDR性能并未降低。
圖8:‘實驗1’到‘實驗4’的標準FFT圖。
在‘實驗 5‘中,我們將一個8Ω功率電阻添加到5-VVDDA電壓軌,旨在模擬電源的重負載。標準化FFT圖(請參見圖9)并未顯示出很多不同。去除RC緩衝器以后,突波增加約4.5dB;其仍然遠低于平均突波振幅。
圖9:添加 8Ω負載的標準化FFT圖。
本文導(dǎo)航
- 第 1 頁:由開關(guān)電源驅(qū)動的高速ADC設(shè)計(1)
- 第 2 頁:測量結(jié)果
- 第 3 頁:采用CMOS技術(shù)的ADC
- 第 4 頁:測量結(jié)果
標簽:開關(guān)電源(826)ADC(546)高速ADC(20)
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