采用ADP5070的低噪声、双电源解决方案为单电源系统中的精密双极性DAC AD5761R供电
761R电源配置输出频谱分析,内部基准电压源(10 kHz至10 MHz)
图14. ADP5070、LC滤波器和AD5761R电源配置输出频谱分析,外部基准电压源(10 kHz至10 MHz)
DC-DC开关稳压器和CMOS LDO线性稳压器电源配置
在ADP5070 DC-DC稳压器输出端增加LDO,可以显著降低“DC-DC开关稳压器和LC输出滤波器电源配置”部分在1 MHz频率观察到的尖峰。这说明,为电源电路增加LC滤波器并不是改善性能所必需的。
图15和图16显示了ADP5070、LDO和AD5761R电源配置在高频时的性能。
图15. ADP5070、LDO和AD5761R电源配置输出频谱分析,内部基准电压源(10 kHz至10 MHz)
图16. ADP5070、LDO和AD5761R电源配置输出频谱分析,外部基准电压源(10 kHz至10 MHz)
然而,如果需要增加一个滤波级,那么“DC-DC开关稳压器、LC输出滤波器和CMOS LDO线性稳压器电源配置”部分说明的电源配置可产生相似的性能,该配置中的LC滤波器和LDO均伴随DC-DC稳压器。
DC-DC开关稳压器、LC输出滤波器和CMOS LDO线性稳压器电源配置
为DC-DC开关稳压器和LC输出滤波器电源配置增加两个LDO可进一步滤除模拟电源的纹波。ADP7142用在模拟正电源(VDD)上,而ADP7182用在模拟负电源上。
如“DC-DC开关稳压器和CMOS LDO线性稳压器电源配置”部分所述,当以高频工作时,在ADP5070 DC-DC开关输出端增加LDO足以获得良好的输出频谱性能,而不会增加任何干扰频率的尖峰。LC滤波器仍然能对输出噪声抑制起到一定的作用,但LDO是降低输出噪声的最重要因素。然而,为了充分滤除高频纹波,仍然推荐使用LC滤波器。
图17. ADP5070、LC滤波器、LDO和AD5761R电源配置输出频谱分析,内部基准电压源(10 Hz至10 kHz)
图18. ADP5070、LC滤波器、LDO和AD5761R电源配置输出频谱分析,外部基准电压源(10 Hz至10 kHz)
图19. ADP5070、LC滤波器、LDO和AD5761R电源配置输出频谱分析,内部基准电压源(10 kHz至10 MHz)
图20. ADP5070、LC滤波器、LDO和AD5761R电源配置输出频谱分析,外部基准电压源(10 kHz至10 MHz)
AD5761R输出电压噪声
要提供高精度响应,DAC输出端的峰峰值噪声必须维持在1 LSB以下;对于16位分辨率和20 V峰峰值电压范围,其为305.17 μV。对于0.1 Hz到10 Hz频率带宽,AD5761R的典型输出噪声为15 μV p-p;对于100 kHz频率带宽,典型输出噪声为35 μV rms(相当于大约100 μV p-p)。对于±10 V范围,测量AD5761R的输出端噪声100秒,频率范围为0.1 Hz至10 Hz,带宽为100 kHz。
三种不同配置的测试结果表明,DAC达到了AD5761R数据手册的性能规格。图21至图34显示了每种配置和频率带宽的DAC输出噪声,表5至表11则总结了各种电源配置下DAC输出端的最大峰峰值噪声。
收集的数据显示了本应用笔记说明的所有电源配置的共同趋势。对于较低的频率,使用ADR4525外部基准电压源可获得较低的DAC输出电压噪声。对于较高频率带宽,与AD5761R内部基准电压源相比,使用ADR4525外部基准电压源会降低噪声性能。
在较低频率带宽时,对于图31和图32所示的DAC输出噪声,电源配置增加LDO会对性能有轻微影响。
相比之下,在较高频率带宽时,电源配置增加LDO有助于保持整体低噪声性能。图29和图30显示DAC由ADP5070和LDO供电且频率带宽高达100 kHz时的AD5761R输出噪声。
表5. 外部电源和AD5761R最大峰峰值输出噪声(μV p-p),0.1 Hz至10 Hz频率带宽
图21. 外部电源和AD5761R峰峰值噪声(电压输出噪声),0.1 Hz至10 Hz带宽,内部基准电压源
图22. 外部电源和AD5761R峰峰值噪声(电压输出噪声),0.1 Hz至10 Hz带宽,外部基准电压源
表6. 外部电源和AD5761R最大峰峰值输出噪声(μV p-p),100 kHz频率带宽
图23. 外部电源和AD5761R峰峰值噪声(电压输出噪声),100 kHz带宽,内部基准电压源
图24. 外部电源和AD5761R峰峰值噪声(电压输出噪声),100 kHz带宽,外部基准电压源
表7. ADP5070、LC滤波器和AD5761R最大峰峰值输出噪声(μV p-p),0.1 Hz至10 Hz频率带宽
图25. ADP5070、LC滤波器和AD5761R峰峰值噪声(电压输出噪声),0.1 Hz至10 Hz带宽,内部基准电压源
图26. ADP5070、LC滤波器和AD5761R峰峰值噪声(电压输出噪声),0.1 Hz至10
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