NESY053A November 2023 – November 2024 BQ79731-Q1 , REF35 , REF70 , TPS62912 , TPS62913 , TPS7A20 , TPS7A94 , TPSM82912 , TPSM82913
透過簡化的電源架構(gòu)改善雜訊和熱性能
為時脈、資料轉(zhuǎn)換器或放大器供電的傳統(tǒng)設(shè)定是使用 DC/DC 轉(zhuǎn)換器 (或模組)，後面是 LDO，接著是鐵氧體磁珠濾波器，如圖 13 中所示。此設(shè)計方法可最大限度地減少電源的雜訊與漣波，且在大約 2 A 以下負載電流能夠正常運作。但隨著負載增加，LDO 中的功率損耗會帶來效率與熱管理方面的問題。例如，在典型的類比前端應(yīng)用中，後穩(wěn)壓 LDO 可能會增加 1.5W 的功率損耗。
圖 13
使用 DC/DC 轉(zhuǎn)換器、LDO 和鐵氧體磁珠濾波器的典型低雜訊架構(gòu)。
在典型的電源架構(gòu)中，LDO 的優(yōu)勢在於提供精確的電壓軌，同時以高 PSRR 減少高頻雜訊區(qū)域中的切換雜訊。使用 LDO 的代價是發(fā)熱量和功耗的增加。若想在控制功率損耗時確保低雜訊，一種有效的方法是從設(shè)計中完全消除 LDO，並使用低雜訊 DC/DC 降壓轉(zhuǎn)換器或模組，如圖 14 中所示。這種無 LDO 設(shè)計可降低功率損耗並改善散熱性能，同時實現(xiàn)低雜訊。
圖 14 使用無 LDO 的低雜訊降壓轉(zhuǎn)換器。TPS62912 和 TPS62913 系列低雜訊降壓轉(zhuǎn)換器以及 TPSM82912 和 TPSM82913 模組實現(xiàn)了一個用於連接電容器的降噪/緩啟動針腳，使用整合式 Rf 和外部連接的 CNR/SS 形成低通電阻-電容器濾波器，如圖 15 所示。此實作形式本質(zhì)上模擬了 LDO 中能隙低通濾波器的行為，並可讓輸出電壓漣波低於 10μVRMS。TPS62913 還可利用 2.2MHz 切換頻率和可選的第二級鐵氧體磁珠電感電容濾波器，在高頻區(qū)域?qū)崿F(xiàn)低本底雜訊，而不會出現(xiàn)典型的切換雜訊。
圖 15 具有能隙雜訊濾波功能的低雜訊降壓轉(zhuǎn)換器方塊圖。ADC12DJ5200RF 是一款 RF 取樣 ADC，可在 DC 至 10GHz 範圍內(nèi)取樣，功耗為 4W。PSRR 可衰減任何電源漣波和雜訊，但任何殘餘紋波和雜訊都會出現(xiàn)在 ADC 輸出頻譜上，因而造成誤差。ADC12DJ5200RF 對類比電壓軌的電源需求更敏感，因此需要低雜訊。將 TPS62912 用於低雜訊和高功率類比電源軌可實現(xiàn)簡化且高效的電源架構(gòu)，而且與 DC/DC 加 LDO 組合相比，可將功率損耗降至最低。