Post Go back to editing

干货——高速ADC电源设计至关重要的各种测试测量方法

当今许多应用都要求高速采样模数转换器(ADC)具有12位或以上的分辨率,以便用户能够进行更精确的系统测量。

 

然而,更高分辨率也意味着系统对噪声更加敏感。系统分辨率每提高一位,例如从12位提高到13位,系统对噪声的敏感度就会提高一倍。因此,对于ADC设计,设计人员必须考虑一个常常被遗忘的噪声源——系统电源。ADC属于敏感型器件,每个输入(即模拟、时钟和电源输入)均应平等对待,以便如数据手册所述,实现最佳性能。噪声来源众多,形式多样,噪声辐射会影响性能。

 

当今电子业界的时髦概念是新设计在降低成本的同时还要 “绿色环保”。具体到便携式应用,它要求降低功耗、简化热管理、最大化电源效率并延长电池使用时间。然而,大多数ADC的数据手册建议使用线性电源,因为其噪声低于开关电源。这在某些情况下可能确实如此,但新的技术发展证明,开关电源可以也用于通信和医疗应用(见参考文献部分的“How to Test Power Supply Rejection Ratio (PSRR) in an   ADC”(如何测试ADC中的电源抑制比(PSRR)))。 

 

这里将介绍对于了解高速ADC电源设计至关重要的各种测试测量方法。为了确定转换器对供电轨噪声影响的敏感度,以及确定供电轨必须处于何种噪声水平才能使ADC实现预期性能,有两种测试十分有用:一般称为电源抑制比  (PSRR)和电源调制比(PSMR)。

Parents
  • 何谓电源抑制 

    当供电轨上有噪声时,决定ADC性能的因素主要有三个,  它们是PSRR-dc、PSRR-ac和PSMR。

    PSRR-dc指电源电压的  变化与由此产生的ADC增益或失调误差的变化之比值,它可以用最低有效位(LSB)的分数、百分比或对数dB (PSR = 20 × log10 (PSRR))来表示,通常规定采用直流条件。 

    但是,这种方法只能揭示ADC的一个额定参数随电源电压  可能会如何变化,因此无法证明转换器的稳定性。

    更好的方法是在直流电源之上施加一个交流信号,然后测试电源  抑制性能(PSRR-ac),从而主动通过转换器电路耦合信号  (噪声源)。这种方法本质上是对转换器进行衰减,将其自身表现为杂散(噪声),它会在某一给定幅度升高至转换器噪底以上。其意义是表明在注入噪声和幅度给定的条件下转换器何时会崩溃。同时,这也能让设计人员了解到多大  的电源噪声会影响信号或加入到信号中。

    PSMR则以不同的方式影响转换器,它表明当与施加的模拟输入信号进行  调制时,转换器对电源噪声影响的敏感度。这种影响表现  为施加于转换器的IF频率附近的调制,如果电源设计不严  谨,它可能会严重破坏载波边带。 

    总之,电源噪声应当像转换器的任何其他输入一样进行测  试和处理。用户必须了解系统电源噪声,否则电源噪声会提高转换器噪底,限制整个系统的动态范围。

    消息编辑者为:Forum ADI

Reply
  • 何谓电源抑制 

    当供电轨上有噪声时,决定ADC性能的因素主要有三个,  它们是PSRR-dc、PSRR-ac和PSMR。

    PSRR-dc指电源电压的  变化与由此产生的ADC增益或失调误差的变化之比值,它可以用最低有效位(LSB)的分数、百分比或对数dB (PSR = 20 × log10 (PSRR))来表示,通常规定采用直流条件。 

    但是,这种方法只能揭示ADC的一个额定参数随电源电压  可能会如何变化,因此无法证明转换器的稳定性。

    更好的方法是在直流电源之上施加一个交流信号,然后测试电源  抑制性能(PSRR-ac),从而主动通过转换器电路耦合信号  (噪声源)。这种方法本质上是对转换器进行衰减,将其自身表现为杂散(噪声),它会在某一给定幅度升高至转换器噪底以上。其意义是表明在注入噪声和幅度给定的条件下转换器何时会崩溃。同时,这也能让设计人员了解到多大  的电源噪声会影响信号或加入到信号中。

    PSMR则以不同的方式影响转换器,它表明当与施加的模拟输入信号进行  调制时,转换器对电源噪声影响的敏感度。这种影响表现  为施加于转换器的IF频率附近的调制,如果电源设计不严  谨,它可能会严重破坏载波边带。 

    总之,电源噪声应当像转换器的任何其他输入一样进行测  试和处理。用户必须了解系统电源噪声,否则电源噪声会提高转换器噪底,限制整个系统的动态范围。

    消息编辑者为:Forum ADI

Children
No Data