了解开关调节器的输出,加快电源设计
图9. 使用端接50Ω同轴电缆的最佳探测法
图10. 最佳探测法示例
图11. 开关节点(1)、尖端和管体法(3)、50 Ω同轴法(2)
这些方法对比显示,50Ω环境下使用同轴电缆会产生更为精确的结果,此时噪声较小,即使采用500 MHz带宽设置也是如此。将示波器带宽改为20 MHz可消除高频噪声,如图12所示。ADP2114在时域中产生3.9 mV p-p输出纹波,接近于采用20 MHz带宽设置测得的频域值4 mV p-p。
图12. 开关节点(1)和输出纹波(2)
测量开关瞬变
开关瞬变的能量较低,但是频率成分比输出纹波高。这种情况会在开关转换过程中发生,通常标准化为包含纹波的峰峰值。图13显示使用带 有长接地引线的标准示波器探针与使用50Ω同轴端接电缆(500 MHz带宽)的开关瞬变测量结果对比。通常,由长接地引线造成的接地环路会产生比预期更高的开关瞬变。
图13. 开关节点(1)、标准示波器探针(3)、50Ω同轴端接(2)
结论
设计与优化低噪声、高性能转换器的系统电源时,输出纹波和开关瞬变测量方法是非常重要的考虑因素。这些测量方法可实现精确、可再现的 时域和频域结果。在较宽的频率范围内测量低电平信号时,维持50Ω的环境非常重要。进行这项测量的一种简单的低成本方法是使用合理端接的50Ω同轴电缆。 这种方法可用于各类开关调节器拓扑结构。
致谢
感谢以下人员为本文所作的贡献:Pat Meehan,提供出色的监督与技术指导;Donal O'Sullivan,提供有关测试与测量技术专业知识;Rob Reeder,提供关于模数转换器的宝贵意见和技术专业知识;Manny Malaki和Miles Ramirez,提供技术支持。