去耦与ADC接口

本文将针对《单个低压差(LDO)稳压器与ADC电源接口》中给出的例子做进一步探讨。该例使用较少的LDO，合并了ADC的电源轨，同时利用铁氧体磁珠保持隔离。到目前为止，还有另外一个非常重要的事项，便是适当的电源去耦。之前关注的重点是在较高层次上，现在看看哪些拓扑结构可以用于ADC电源。

先回到之前《单个低压差(LDO)稳压器与ADC电源接口》中的例子，并加上去耦。去耦电容(图1中用n个电容表示)的尺寸和值取决于多个因素，如电源电压、工作频率、ADC功耗、LDO特性等。 有许多事项需要考虑，但就本讨论而言，假设已经选好适当的去耦电容。请务必注意，良好的设计规程是将电源输入适当地去耦至ADC。

图1 . 采用单个LDO驱动多个ADC电源输入 (正确去耦)

很多情况下，系统可提供高电压电源，但ADC需要较低的电源电压。当今许多ADC采用1.8V电源电压，而很多系统提供6V或12V等高电源电压(某些情况下甚至更高)。考虑这样一个例子：系统提供6V电源电压，ADC需要1.8V电源输入。 就本讨论而言，主要是关注ADC的模拟电源、数字电源和驱动器电源输入。输入缓冲器电源常常是3.3V之类的较高电压，但不是高电流电源输入，因此从6V降至3.3V可利用单个LDO实现。

图2. 至ADC电源输入

降低高输入电压以便用于ADC的低电源电压输入

这里是一个采用14位250MSPS双通道AD9250的例子。 AD9250数据手册给出的典型总功耗为711mW。 此ADC有三个电源输入，分别是模拟电源(AVDD)、数字电源(DVDD)和驱动器电源(DRVDD)。利用图1所示的拓扑结构计算功耗和结温。对于本例，可以使用两个ADP1741 LDO，一个提供3.3V输出，一个提供1.8V输出，从而得到所需的电源电压，如图1所示。

首先计算AD9250消耗的总电流。 将其三个电源的电流需求相加，便得到AD9250的总电流需求：255mA (IAVDD) + 140mA (IDRVDD + IDVDD) = 395mA。 先看ADP1741从6V电源输入产生3.3V电压的情况。 这种情况下，ADP1741的功耗为(6V – 3.3V) x 395mA = 1.067W。 这意味着，最大结温Tj将等于TA + Pd x Θja = 85oC + 1.067W x 42oC/W = 129.79oC，小于ADP1741的最大额定结温150oC。

这是供电轨上两个压降中较大的一个，因此，第二个ADP1741也不存在问题，让我们通过计算证明。 第二个ADP1741与第一个ADP1741相同，因此电流需求也是395mA。 第二个ADP1741的压降为3.3V – 1.8V = 1.5V。 计算功耗，得到(3.3V – 1.8V) x 395mA = 0.5925W。 现在计算最大结温：85oC + 0.5925W x 42oC/W = 109.89oC，同样小于ADP1741的最大额定结温。 假设已经正确选择铁氧体磁珠和去耦电容，那么该ADC就有了切实可行的电源。