ZHCY199A November 2023 – November 2024 ADC12DJ5200RF , BQ79731-Q1 , REF35 , REF70 , TPS62912 , TPS62913 , TPS7A20 , TPS7A94 , TPSM82912 , TPSM82913
通過(guò)簡(jiǎn)化的電源架構(gòu)提高噪聲和熱性能
為時(shí)鐘、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器或放大器供電的傳統(tǒng)設(shè)置是使用直流/直流轉(zhuǎn)換器（或模塊），然后是使用 LDO，之后是使用鐵氧體磁珠濾波器，如圖 13 所示。這種設(shè)計(jì)方法更大限度減少了電源噪聲和紋波，并在負(fù)載電流低于 2A 左右時(shí)保持良好的性能。然而，隨著負(fù)載增加，LDO 中的功率損耗會(huì)引發(fā)效率和熱管理問(wèn)題，例如，后置穩(wěn)壓 LDO 在典型的模擬前端應(yīng)用中會(huì)增加 1.5W 的功率損耗。
圖 13
使用直流/直流轉(zhuǎn)換器、LDO 和鐵氧體磁珠濾波器的典型低噪聲架構(gòu)。
典型電源架構(gòu)中 LDO 的優(yōu)勢(shì)是提供精確的電壓軌，同時(shí)通過(guò)高 PSRR 降低高頻噪聲區(qū)域中的開(kāi)關(guān)噪聲。使用 LDO 的代價(jià)是熱量和功耗增加。既能確保低噪聲又不會(huì)增加功率損耗的一種有效方法是，使用低噪聲直流/直流降壓轉(zhuǎn)換器代替設(shè)計(jì)中的 LDO，如圖 14 中所示。這種無(wú) LDO 的設(shè)計(jì)可降低功耗并改善散熱效果，同時(shí)實(shí)現(xiàn)低噪聲。
圖 14 使用低噪聲降壓轉(zhuǎn)換器（無(wú) LDO）。TPS62912 和 TPS62913 系列的低噪聲降壓轉(zhuǎn)換器，以及 TPSM82912 和 TPSM82913 模塊使用降噪/軟啟動(dòng)引腳連接電容器，使用集成的 Rf 和外部連接的 CNR/SS 組成一個(gè)低通電阻器-電容器濾波器，如圖 15 所示。該實(shí)現(xiàn)本質(zhì)上模擬了 LDO 中帶隙低通濾波器的行為，允許輸出電壓紋波低于 10μVRMS。TPS62913 還可以利用 2.2MHz 開(kāi)關(guān)頻率和可選的第二級(jí)鐵氧體磁珠電感器-電容器濾波器，在沒(méi)有典型開(kāi)關(guān)噪聲的高頻區(qū)域?qū)崿F(xiàn)低本底噪聲。
圖 15 具有帶隙噪聲過(guò)濾功能的低噪聲降壓轉(zhuǎn)換器方框圖。ADC12DJ5200RF 是一款射頻采樣 ADC，可在直流至 10GHz 范圍內(nèi)進(jìn)行采樣，功耗為 4W。PSRR 可以衰減任何電源紋波和噪聲，但任何殘余紋波和噪聲都會(huì)出現(xiàn)在 ADC 輸出頻譜上，從而導(dǎo)致誤差。ADC12DJ5200RF 對(duì)模擬電壓軌的電源要求更敏感，因此需要低噪聲。與直流/直流加 LDO 組合相比，將 TPS62912 用于低噪聲和高功率模擬軌可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化且高效的電源架構(gòu)，同時(shí)更大限度地降低功率損耗。