電源設計必知:談談電源去耦和ADC接口的奧秘
發布時間:2015-01-18 責任編輯:echolady
【導讀】本文主要帶大家一起探討關於電源去耦以及ADC接口的相關知識。去耦電容的尺寸和值取決於多個因素,如電源電壓、工作頻率、ADC功耗、LDO特性等。那麼如何選擇適當的去耦電容?必須注意的是,完整地設計流程是將電源輸入適當的去耦至ADC。

圖1 . 采用單個LDO驅動多個ADC電源輸入 (正確去耦)
很多情況下,係統可提供高電壓電源,但ADC需要較低的電源電壓。當今許多ADC采用1.8V電源電壓,而很多係統提供6V或12V等高電源電壓(某些情況下甚至更高)。考慮這樣一個例子:係統提供6V電源電壓,ADC需要1.8V電源輸入。 就本討論而言,主要是關注ADC的模擬電源、數字電源和驅動器電源輸入。輸入緩衝器電源常常是3.3V之類的較高電壓,但不是高電流電源輸入,因此從6V降至3.3V可利用單個LDO實現。

圖2. 至ADC電源輸入
降低高輸入電壓以便用於ADC的低電源電壓輸入
這裏是一個采用14位250MSPS雙通道AD9250的例子。 AD9250數據手冊給出的典型總功耗為711mW。 此ADC有三個電源輸入,分別是模擬電源(AVDD)、數字電源(DVDD)和驅動器電源(DRVDD)。利用圖1所示的拓撲結構計算功耗和結溫。對於本例,可以使用兩個ADP1741 LDO,一個提供3.3V輸出,一個提供1.8V輸出,從而得到所需的電源電壓,如圖1所示。
首先計算AD9250消耗的總電流。 將其三個電源的電流需求相加,便得到AD9250的總電流需求:255mA (IAVDD) + 140mA (IDRVDD + IDVDD) = 395mA。 先看ADP1741從6V電源輸入產生3.3V電壓的情況。 這種情況下,ADP1741的功耗為(6V – 3.3V) x 395mA = 1.067W。 這意味著,最大結溫Tj將等於TA + Pd x Θja = 85oC + 1.067W x 42oC/W = 129.79oC,小於ADP1741的最大額定結溫150oC。
這是供電軌上兩個壓降中較大的一個,因此,第二個ADP1741也不存在問題,讓我們通過計算證明。 第二個ADP1741與第一個ADP1741相同,因此電流需求也是395mA。 第二個ADP1741的壓降為3.3V – 1.8V = 1.5V。 計算功耗,得到(3.3V – 1.8V) x 395mA = 0.5925W。 現在計算最大結溫:85oC + 0.5925W x 42oC/W = 109.89oC,同樣小於ADP1741的最大額定結溫。 假設已經正確選擇鐵氧體磁珠和去耦電容,那麼該ADC就有了切實可行的電源。
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