采用獨立的LDO來驅(qū)動每個電源輸入的方法為整個設(shè)計提供了最佳隔離，并且在多數(shù)情況下，可實現(xiàn)最佳噪聲性能。 但是，由于LDO輸出端的噪聲遠小于ADC噪聲，因此它并不是影響整體噪聲的主要因素。
然而，在驅(qū)動低輸入電源電壓時，也可能需要多個LDO，那時便會存在一些不足之處。這時就需要另一種方法，便是使用單個LDO將多個電源輸入扇出至ADC。 該方法如下圖所示。
采用單個LDO驅(qū)動多個ADC電源輸入
本例所示為相反的極端情形，采用單個LDO為大部分ADC電源輸入提供輸入源。當(dāng)然這種方法也有一些優(yōu)點和缺點。 從圖中可以看出，這是一個相當(dāng)簡單的方法，所需元件極少。 LDO數(shù)目減少也降低了系統(tǒng)總成本。
首先，由于只需購買一個LDO，而不是三個LDO(模擬、數(shù)字和驅(qū)動器電源)，因此成本有所下降。 其次，LDO越少，意味著LDO所需的SMD元件(電阻、電容等)也越少。 雖然這會產(chǎn)生與新的鐵氧體磁珠元件相關(guān)的成本，但該成本遠低于LDO的成本。 目前，在Digi-Key網(wǎng)站上，ADP1741的1.5k訂量報價為1.53美元。 相比之下，典型鐵氧體磁珠在Digi-Key網(wǎng)站上的千片訂量報價僅約為0.029美元。 這還不包括因所用電路板空間更小而帶來的節(jié)省。
這是目前最佳的解決方案嗎?
從性能方面來說，這未必是最佳解決方案。 選擇鐵氧體磁珠時需要全面考慮，既要提供充分的隔離，又不能具有較大的直流電阻(DCR)。 如果需要較小的電源電壓(1.2V)和較高的輸入電流(500-1000 mA)，鐵氧體磁珠上的壓降可能會導(dǎo)致性能問題。 例如，對于需要750 mA電流的1.2V電源，當(dāng)鐵氧體磁珠的DCR為150 mΩ時，則其上產(chǎn)生的壓降為150 mΩ × 750 mA = 112.5 mV。 這幾乎是電源電壓的10%。 此外，一個LDO可能無法提供足夠的電流或處理足夠的功率，來驅(qū)動所有這些電源輸入。
若使用多個不同的LDO驅(qū)動不同的ADC電源，可以計算出了典型14位ADC的AVDD電源上ADP1741的功耗，功耗為1 W。 在該例中，ADC的總功耗為2 W。在同一個例子中，如果使用2 W的總功耗(因為現(xiàn)在使用的是單個LDO)，結(jié)果就不會那么好。 這時，ADP1741的功耗約為(6 V – 1.8 V)*1110 mA = 4.662 W。這會造成ADP1741的最高結(jié)溫(Tj)升高到TA + Pd x Θja = 85°C + (4.662 W x 42°C/W) = 281°C，比LDO的最大額定溫度高出了100度以上。
正如您所看到的，成本、功耗和性能之間需要實現(xiàn)平衡。 這是不是很眼熟? 我想大家在大部分設(shè)計中都需要面對這種權(quán)衡取舍。 |
