降低负输出电压轨的噪声

嗨，我是Chris Glazer。 欢迎来到最后的环节，第三部分，你们三个人 可以同时拥有!噪音低，效率高。 在这节课中，我们将讨论负电压轨， 以及它如何能像LDO一样噪音小， 但效率更高。 更多的细节， 请访问这里列出的培训链接。 在AFE7444等高速数据转换器中， 相位噪声是衡量其性能的一个重要指标。 我们可以看到，当负轨，即Vee轨， 由LDO供电时，我们的相位噪声 比从正常直流到直流供电时的低。 在10千赫兹范围内较高的相位噪声 表明1/f噪声从直流到直流。 TPS63710是一个高电流， 逆变降压转换器专门为解决这一挑战。 它有一个创新的1/f噪声滤波电路 在帽销上，它过滤带隙，就像一个LDO一样。 这达到22微伏RMS噪声 从10赫兹到10千赫兹。 这和许多LDO一样低。 由于它是一种具有同步整流的 开关变换器，因此可以实现 高达91%的高效率。 将TPS63710逆变降压 与传统的降压升压进行比较， 我们可以看到输出电压纹波较低-- 在10毫伏以下，与13.6毫伏的峰值相比。 与纹波本身一样重要的是 实现此纹波所需的 输出滤波器大小。 由于逆变降压变换器的拓扑结构， 它需要一个比逆变降压升压变换器 小得多的输出滤波器。 这种较小的输出滤波器是由于 逆变降压变换器是 具有较低的峰值电流和开关信号的 直接LC输出滤波的降压变换器。 众所周知，逆变降压升压变换器 具有较大的峰值电流，因为它是一个 基于升压的拓扑结构，因此需要更大的输出电容 来补偿较高的峰值开关电流。 此外，TPS63710是极少数 具有低噪声参考系统的 DC - DC转换器之一。 带隙电压由一个非常强的 RC滤波器滤波， 在功率级没有获得上升。 因此，任何来自带隙的 ref闪烁噪声 都将从源处移除，而不是 添加到信号链中。 利用这个低噪声参考系统和电感电容的 输出滤波器，我们有一个 非常低的噪声开关变换器， 适用于RF数据转换器的应用。 这个顶针很像我们的 许多LDO的降噪针。 从输出电压噪声密度随频率的变化， 我们可以看到逆变降压变换器的 噪声密度比传统的逆变降压升压变换器 要低得多，比逆变降压升压变换器的 噪声密度要低一点，其次是LDO。 将某一特定的LDO 与逆变降压变换器进行比较， 可以看出逆变降压变换器 具有比LDO更低的噪声。 逆变降压转换器有33毫伏RMS噪声 从1赫兹到100千赫兹，而LDO 有48毫伏RMS噪声从100赫兹到100千赫兹， 一个更小的频段。 逆变降压变换器在这一区域的噪声很低， 因为它是在15兆赫， 在这个频段之外。 高于这个波段对于高速数据转换器来说非常好， 因为它的1/f噪声灵敏度 低于100千赫兹。 比较具体的点，我们可以看到在1赫兹， 逆变降压转换器有1微伏 每根赫兹的RMS噪声，而LDO有三个。 在1千赫兹，我们有0.03微伏 每根赫兹的RMS噪声与LDO的0.5相比。 这种从直流到直流变换器的低噪声 确实改善了高速数据变换器的 信号链。 提醒我们自己 在高相位噪声信号链的问题， 有几个选项可以降低 电源中的1/f噪声。 您可以使用LDO并接受额外的 电源损耗和效率。 或者，您可以使用1欧姆和220微法拉电容 对输入到数据转换器的实际功率进行强滤波， 以获得几乎与LDO 一样低的相位噪声。 使用逆变降压变换器， 得到与LDO相同的黑色曲线 和信号链的等效性能，具有较高的效率 和较低的温升。 TPS7A33是一种用途广泛的高压负极LDO 如果你选择这条路径。 它提供16微伏RMS噪声从10赫兹到10千赫兹， 这大约是相同的22微伏 由TPS63710给出。 它为不同的应用程序 提供了各种包，并且可以 处理大量的功耗。 在系统中产生负压的方法有很多， 这里展示了其中的许多方法。 对于较低的功率，倒相电荷泵 是最简单的解决方案，因为它不需要导体。 对于更高的功率，我们有TPS63系列， 包括最高的功率63710， 可以输出1安培电流。 它是唯一的逆变器 具有内部滤波器，以实现最低的噪声。 感谢您观看本培训， 并学习如何同时拥有低噪音