到目前為止,我們已經研究了ADC的不同類型的電源輸入,然后介紹了幾種驅動它們的方法。我們主要專注于使用LDO,但我們已經看到這可能并不總是最好的方法。根據系統約束和性能規格,其他拓撲可能更好。在這方面,我們來看看使用DC/DC轉換器(有時稱為開關穩壓器)和LDO來驅動ADC電源輸入(見圖1)。
圖1
利用 DC/DC 轉換器和 LDO 驅動 ADC 電源輸入
使用 DC/DC 轉換器時,請務必確保輸出 LC 濾波器的設計符合設計的電流要求和 DC/DC 轉換器的開關頻率。同樣重要的是,在DC/DC轉換器周圍保持電流開關路徑中的電流返回環路非常短且緊密。我們將保持這部分討論的高級別,并討論ADC數字化數據的FFT中可能出現的影響。
首先,讓我們看一下功耗,正如我們在上幾篇博客中所做的那樣。在本例中,我們假設輸入電壓為5.0 V,并使用ADP2114 DC/DC轉換器和ADP1741 LDO。為了計算ADP2114的功耗,我們可以下載該器件的ADIsimPower工具。該工具將幫助我們計算ADP2114的功耗,并生成原理圖和設計。對于此示例,我們將僅查看該工具計算的功率。
讓我們再次考慮AD9250,該器件的總電流要求為395 mA,輸入電源電壓為5.5 V,輸出電壓為2.5V,以及工具中“最高效”設計的選擇(見下面的圖2)。
圖2
ADP2114/ADP2116 ADIsimPower 設計器工具
將這些值輸入ADP2114的ADIsimPower工具,計算結果顯示效率為96.4%,功耗為37 mW。這比我們之前看過的示例要高效得多!這正是 DC/DC 轉換器具有吸引力的原因之一。結束本示例,現在我們計算ADP1741的功耗,因為我們從ADP2提供5.2114 V電源電壓。
在這種情況下,ADP1741需要耗散(2.5 V – 1.8 V)x 395mA = 276.5 mW。表示最大結溫Tj將等于 T一個+ Pdx θ賈= 85oC + 276.5 毫寬 x 42oC/W = 96.61oC,遠低于最大額定結溫 150oC 代表 ADP1741。這比我們前面的示例要好得多。那么有什么收獲呢?好吧,使用DC / DC轉換器時肯定需要考慮一些事項。由于 DC/DC 轉換器是開關器件,因此需要注意開關瞬變,這些瞬變可能表現為 ADC 輸出頻譜中的雜散(見圖 3)。
圖3
帶開關雜散的數字化ADC數據的FFT
這些開關雜散的開關位置將取決于DC/DC轉換器的開關頻率和ADC的輸入頻率。開關雜散將與輸入信號混合,雜散將在fIN – fSW和fIN + fSW.好消息是,通過適當的設計,這些雜散的幅度可以最小化,并且在許多情況下低于ADC頻譜中的諧波或其他雜散,因此它們不是問題。ADIsimPower工具提供原理圖和推薦布局,以便用戶可以采用優化設計,將DC/DC轉換器開關動作的影響降至最低(見圖4和圖5)。
圖4
推薦的ADP2114布局
我鼓勵使用ADIsimPower工具。在為系統生成電源設計時,它非常方便。我們在這里將該工具用于ADC,但該工具的使用不僅限于ADC。
審核編輯:郭婷
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