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用开关稳压器为高速ADC供电可节约能耗

时间:04-21 来源:互联网 点击:
中间频率下,当用开关稳压器供电时,SNR性能比低噪声低压差稳压器下降了大约0.3dB.而各种方式的SFDR性能几乎相同。通过仔细观察正态化的FFT图(开始于输入信号,绘制的是噪声与偏移频率关系图),表明当使用次优的EXC铁氧体磁环时,整个Nyquist区中的背景噪声略有升高,而没有任何开关频率馈入的迹象(图5)。

  

  图5,正态化的FFT图(开始于输入信号,绘制的是噪声与偏移频率关系图),表明当使用次优的EXC铁氧体磁环时,整个Nyquist区中的背景噪声略有升高,而没有任何开关频率馈入的迹象。

  功率效率
  用DC / DC 转换器替代线性稳压器的主要优点是节能。在用ADS4149评估模块做的所有实验中,分别采用了外接3.3V电源和一个公共的模拟电源轨,为低压差稳压器和开关稳压器供电。表1给出了测得的功率效率,以及它们相应的静态电流。这种比较表明,低压差稳压器的功耗几乎总是比ADC高得多。开关稳压器功耗较一个理想方案只高32mW,从而获得了一个高效的电源设计。当逐步下调输入电压时(从3.3V起,再到2.5V或2.2V),可以进一步提高低压差稳压器的效率,但要付出更高系统成本和更大体积的代价。
  虽然DC/DC转换器设计需要较低压差设计更多的外接元件,但其总体占位面积却可能更小,因为较新型DC/DC转换器有更高的开关频率,从而大大降低了电感的体积,例如,在500kHz下需要33μH,而在2.25MHz下只要约2.2μH.

  表1:转换器的比较

  

  反之,线性稳压器可能不需要电源滤波,但它们也有体积限制,因为它们通常要耗散更多功率。从成本角度看,开关稳压器可能成本略高,因为元件数量较多。不过,增加的效率可以抵消散热技术以及系统功率预算的成本。
  当系统设计者寻求更高功率效率的元件时,采用将高速数据转换器设计中的电源架构改为开关稳压器的方法,可以节省大量的能耗。你可以用一个开关稳压器直接为一个低功耗的高速数据转换供电,而不会明显降低其AC性能。

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