开关电源(DC/DC转换器)会降低ADC的性能吗-电子工程世界

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

　　工程师一般认为开关电源会降低ADC的性能，因此通常愿意选用低压差(LDO)线性稳压器，而不使用开关稳压器，但这种认识并非完全正确。LDO具有较低的纹波和噪声指标，但最近的研究表明，高效的开关稳压器也可用于一些转换器设计中，前提是设计师对电路拓扑有很好的理解，运用一些实用技巧，同时采取一些必要的防范措施。

　　首先是选择转换器，然后选择正确的开关稳压器，并不是任何开关稳压器都可以使用。从数据手册上查阅开关稳压器的噪声和纹波指标，以及开关频率。典型的开关稳压器在100kHz带宽范围内大概有10μVrms的噪声。假设它们都是白噪声，那么有关频带内的噪声密度相当于31.6nVrms/rt-Hz。

　　其次，要查阅转换器的电源抑制(PSR)指标，以了解由于电源噪声引起的转换器性能下降的关键点。大多数高速转换器在第一奈奎斯特区内的PSR典型值为60dB(1mV/V)。

　　在使用具有2Vpp满量程输入范围、78dB信噪比和125MSPS采样速率的16位ADC时，本底噪声为11.26nVrms。不管噪声源自何处，都必须低于这个值，这样才能不影响转换器的性能。在第一奈奎斯特区fs/2，转换器噪声等于89.02μVrms(11.26nVrms/rt-Hz)×sqrt(125MHz/2)。虽然开关稳压器的噪声(31.6nv/rt-Hz)高过这个转换器噪声的两倍，但注意转换器还有60dB的PSRR，它能将开关稳压器的噪声抑制到31.6pV/rt-Hz(31.6nV/rt-Hz×1mV/V)。这个噪声比转换器的本底噪声要小得多，因此开关稳压器的噪声不会降低转换器性能。

　　另外，电源滤波、接地和布线也很重要。在ADC电源引脚处增加0.1μF电容，可以使噪声降低到比上面的计算结果还要小。在电源输出端增加一个简单的LC滤波器也可行，但级联的滤波器能将开关稳压器噪声抑制得更多。众所周知，滤波器每增加一级就能获得约20dB/10倍频程的噪声抑制效果。紧密叠层的电源和地平面(间距<4mil)可以为PCB设计增加固有的高频去耦效果。最后，良好的物理划分是关键，尽量使敏感的模拟电路远离开关电路。

关键字：开关电源 DC/DC转换器编辑：探路者引用地址：开关电源(DC/DC转换器)会降低ADC的性能吗

上一篇：开关电源转换器控制技术
下一篇：汽车电源转换器的选购指南

推荐阅读最新更新时间：2023-10-12 22:41

开关电源并联均流技术

摘要：讨论几种常用的开关电源并联均流技术，阐述其主要工作原理及特点。关键词：均流主从控制电源内阻 1引言　　在实际应用中，往往由于一台直流稳定电源的输出参数（如电压、电流、功率）不能满足要求，而满足这种参数要求的直流稳定电源，存在重新开发、设计、生产的过程，势必加大电源的成本、延长交货时间、影响工程进度。因此在实用中往往采用模块化的构造方法，采用一定规格系列的模块式电源，按照一定的串联或并联方式，分别达到输出电压、输出电流、输出功率扩展的目的。　　但是电源输出参数的扩展，仅仅通过简单的串、并联方式还不能完全保证整个扩展后的电源系统稳定可靠的工作。不论电源模块是扩压还是扩流，均存在一个“均压”、“均流”

[电源管理]

新一代开关电源EMI滤波器的走势

问题的提出 90年代以来，随着电子设备小型化和表面组装技术的发展，电子元器件向小型化、片式化、复合化、多功能和高性能化发展，各种表面组装元件已逐渐成为电子元件的主流产品。以上半导体大规模集成造成的负面影响，特别是网络化的迅速发展，直接导致了抗电磁干扰能力的迅速下降。据IBM公司的常规观察统计表明：严重威胁电子、电气设备安全可靠工作的起因中，88.5％是来自电源中的电压瞬变和电磁脉冲。当前EMI（电磁干扰）滤波器仍然是抑制电磁干扰的有效手段之一。因此，目前摆在传统EMI滤波器面前的一个不可回避的问题是如何适应电子设备小型化的发展需求。片式元件的发展近况和趋势

[应用]

一种防雷击浪涌的开关电源电路设计

0序言随着城市经济的发展，感应雷和雷电波侵入造成的危害却大大增加。一般建筑物上的避雷针只能预防直击雷，而强大的电磁场产生的感应雷和脉冲电压却能潜入室内危及电视、电话及电子仪表等用电设备。特别是太阳能控制仪表，由于太阳能安装位置的特殊情况，其使用稳定性是广大开发人员一直关注的重点。瞬间高电压的雷击浪涌以及信号系统浪涌是引起仪表稳定性差的重要原因，信号系统浪涌电压的主要来源是感应雷击、电磁干扰(EMI)、无线电干扰和静电干扰。金属物体(如电话线)受到这些干扰信号的影响，会使传输中的数据产生误码，影响传输的准确性和传输速率。如何设计防雷电路成为仪表研发的关键问题。 1 雷击浪涌分析最常见的电子设备危害不是

[电源管理]

用PWM直流/直流控制器简化开关电源设计

尽管 PWM 直流/直流开关电源转换器的结构很简单，但要用它做出实用的电源，还需要增加各种功能，如起动偏压、软起动、开关驱动、稳压、短路保护、过压保护、过热保护等。今天，一只小型直流/直流 PWM 控制器 IC 就可以实现上述的绝大多数功能。　　但是，在电信和其它高电压应用（即，输入电压大于 15V）中经常存在直流/直流转换器的起动问题。控制器的运行需要一个偏置电压，以产生栅极驱动脉冲和其它所需信号。但在起动时，唯一可用的只有输入电压，如果输入电压大于 15V，一般情况下不能用作偏置和栅极驱动电压。因此，需要将输入电压降至 15V 以下，才能使电源起动。一旦电压正常运行，就可以用输出电压或者变压器、电感绕组中的电压，为

[电源管理]

用PWM直流/直流控制器简化<font color='red'>开关电源</font>设计

开关电源系统的频域模型的方块图

　　方块图是自动调节（控制）系统中各个单元的动能和信号流的一种图解，也是一种数学模型，它表示各个单元之间的相互关系和信号流动的情况，图所示的方块图是一个单环控制的开关电源系统的方块图，方块图可用以分析小信号扰动作用下系统的瞬态性能。方块图中每一个单元是一个方块，用传递函数G（s）描述方块的输出y（s）与输人信号X（s）的关系图单环控制的开关电源系统方块图　　在图中，负载电流i。和输人电压ui是小信号扰动。　　为开关转换器（包括主开关和滤波电路）的控制－输出传递函数；　　k1（s）和k2（s）分别是电压控制器和脉冲宽度调制器（PWM）的传递函数，k2（s）近似于锯齿波幅值成反比　　H（s

[电源管理]

<font color='red'>开关电源</font>系统的频域模型的方块图

开关电源的小信号模型及环路设计

摘要：建立了Buck电路在连续电流模式下的小信号数学模型，并根据稳定性原则分析了电压模式和电流模式控制下的环路设计问题。关键词：开关电源；小信号模型；电压模式控制；电流模式控制引言设计一个具有良好动态和静态性能的开关电源时，控制环路的设计是很重要的一个部分。而环路的设计与主电路的拓扑和参数有极大关系。为了进行稳定性分析，有必要建立开关电源完整的小信号数学模型。在频域模型下，波特图提供了一种简单方便的工程分析方法，可用来进行环路增益的计算和稳定性分析。由于开关电源本质上是一个非线性的控制对象，因此，用解析的办法建模只能近似建立其在稳态时的小信号扰动模型，而用该模型来解释大范围的扰动（例如启动过程和负载剧烈变化过程）并不完

[应用]

简化开关电源设计的方法

迈出第一步　　在线电源设计的第一步是定义电源需求，包括电压范围、输出电压和负载电流。可能的解决方案会得到自动评估，并将一、两个推荐方案呈现给用户。这也是设计者可能遇到麻烦的第一个地方：如果需求的表达不正确（例如，如果实际的输入电压范围高于或低于输入值），则不适合的解决方案也会显示。用户可以尝试多组需求，但必须对系统需求有清晰的概念。　　当选定了稳压器解决方案后，就可以确定该电路的元器件。该工具会会显示元器件的号码。用户可以更改为一个预设的替代品，或输入一个定制元件。对于元器件值和所有关键的寄生参数值都有指导。如果采用了与推荐值差异较大的定制元件，恐怕性能就会下降不少。　性

[模拟电子]

采用DC/DC转换器提高RF PA系统效率

从功率预算的角度而言，直接由电池供电的射频功率放大器(RF PA)是需要重点考虑的元件。传统上，CDMA/WCDMA蜂窝标准中使用的射频功率放大器都直接由电池供电，这种供电方式使系统很容易设计，但是，这种标准中使用的线性功率放大器在整个发射功率范围内的实际效率很低。本文讲述一种通过DC/DC转换器提供高效RF PA系统电源管理的方案。随着蜂窝标准的不断发展，传输速率已从CDMA-1标准中的14.4kbps发展到CDMA2000/WCDMA标准中的2Mbps。此外，为了增加从每个用户获得的平均收入，蜂窝通信运营商已开始增加与3G电话相关的服务。同时，通话时间和电池寿命也期望采用具有同样或稍高一些容量的电池来获得提

[网络通信]

热门资源推荐
热门放大器推荐

小广播

热门活动

换一批

■PI 电源小课堂|无 DC-DC 变换实现多路高精度输出反激电源

■有奖直播报名:大联大世平集团&恩智浦 | AI 无所不在，单板电脑也可以

■2024 瑞萨电子MCU/MPU工业技术研讨会——深圳、上海站，火热报名中

■Follow me第二季第4期来啦！与得捷一起解锁蓝牙/Wi-Fi板【Arduino Nano RP2040 Connect】超能力！

Vishay线上图书馆

白皮书技术文章视频热门推荐