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当今许多应用要求高速采样模数轉换器(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——系统電源。ADC是敏感器件为了
实现数据手册所述的最佳额定性能,应当同等看待模拟、时
钟和电源等所有输入端噪声来源众多,形式多样噪声辐
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、最大囮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,但新的技术进步已经
证明开关电源也可以用于通信和医疗应用1。
本文介绍对于了解高速ADC电源设计至关重要的各种测试测
量方法为了確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
当供电轨上有噪声时,决定ADC性能的因素主要有两个它
化与由此产生的ADC增益或失调误差的变化之比值,它可以
log10 (PSRR))来表示通常規定采用直流条件。
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
是茬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進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換器何
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,如果电源设计不严謹它可能会严重破
总之,电源噪声应当像转换器的任何其它输入一样进行测试
和处理用户必须了解系统电源噪声,否则电源噪声会提高
器噪底限制整个系统的动态范围。
图1所示为在系统板上测量ADC PSRR的设置分别测量每
个电源,以便更好地了解当一个交流信号施加于待测電源之
上时ADC的动态特性。开始时使用一个高容值电容例如
100 uF非极化电解质电容。电感使用1 mH充当直流电源的
交流阻塞器,一般将它称为“偏置-T”可以购买采用连接
(美国北卡罗来纳州格林斯博罗)资深转换器应用工程师。
他于1998年加入ADI公司负责有关高速ADC(模数转换
器)嘚开发和支持工作。Rob拥有北伊利诺斯州大学(德卡
尔布)的电气工程学士(BSEE)学位和电气工程硕士
(MSEE)学位联系方式: 。