为GSPS或RF采样ADC供电开关与LDO.PDF

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1、为GSPS或RF采样ADC供电：开关与LDO作者：UmeshJayamohan简介模数转换器(ADC)在任何依赖外部（模拟）世界收集信息进行数量增加，为ADC供电所需的不同电压数量也有所增加。例如，1（数字）处理的系统中都是不可或缺的组成部分。从通信接收机AD9250是一款14位、170MSPS/250MSPS、JESD204B双通道到数字测试和测量再到军事和航空航天—此处仅举数例—这些模数转换器，采用180nmCMOS工艺制造，具有3个域：AVDD、系统在不同的应用中各有不同。硅片处理技术的发展（比如65nmDVDD和DRVDD。然而，所有

2、3个域都具有相同的电压：1.8V。CMOS和28nmCMOS）使高速ADC得以跨越GSPS（每秒千兆）2现在，来看一下AD9680：一款14位、1.25GSPS/1GSPS/820门槛。对于系统设计人员来说，这意味着能用于数字处理的采样MSPS/500MSPSJESD204B双通道模数转换器，采用65nm带宽越来越宽。出于环境和成本方面的考虑，系统设计人员不断CMOS工艺制造。这款GSPSADC具有7个不同的域（AVDD1、尝试降低总功耗。一般而言，ADC制造商建议采用低噪声LDOAVDD1_SR、AVDD2、AVDD3、DVDD、DRVDD

3、和SPIVDD），（低压差）稳压器为GSPS（或RF采样）ADC供电，以便达到最以及3个不同的电压：1.25V、2.5V和3.3V。高性能。然而，这种方式的输电网络(PDN)效率不高。设计人员对于使用开关稳压器直接为GSPSADC供电且不会大幅降低ADP23843和ADP21644DC-DC转换器用于使电压下降到可控水ADC性能的方法呼声渐高。平，以便LDO能够在不进入热关断的情况下进行稳压操作。这解决方案是谨慎地进行PDN部署和布局布线，确保ADC性能不些电源域和各种电压的日益普及是在这些采样速率下工作所必受影响。本文讨论了线性和开关电源的

4、不同之处，并表明GSPS需的。它们可以确保各种电路域（比如采样、时钟、数字和串行ADC与DC-DC转换器搭配使用可大幅改善系统能效，且不会影器）之间具有正确的隔离，同时使性能最优。正是因为这个原因，响ADC性能。本文通过输电网络组合探讨GSPSADC性能，并ADC制造商才设计了评估板，并推荐详细的电源设计方案，确保对成本和性能进行了对比分析。最大程度降低风险，使性能最大化。例如，图1显示了AD9680评估板使用的默认PDN的功能框图。根据Vita57.1规格，电源输通常建议GSPSADC使用的PDN入来自FMC（FPGA夹层卡）连接器供应的1

5、2V/1A和3.3V/3A高带宽、高采样速率ADC（或GSPSADC）可以具有多个电源电源。域（比如AVDD或DVDD）。随着尺寸的缩小，不仅电源域的图1.用于AD9680评估板的默认PDN。模拟对话50-02，2016年2月analog.com/zh/analogdialogue1显而易见，这是一种昂贵的解决方案，有7个LDO稳压器，每可能适合某些设计。其简化PDN如图2所示；该图为AD9680个域一个。这款PDN也许是性能最优的，但肯定不是最具性价评估板的部署。在该部署中，整个AD9680都可以使用3.3V比或运行成本效率最高的。系统设计

6、人员认为部署含有多个输入供电。ADC的系统非常有难度。例如，相控阵雷达方案包含成百个驱动AD9680的DC-DC转换器AD9680，全都以同步方式工作。要求系统设计人员为上百个ADC通过移除为1.25V域供电的单个LDO，还可进一步简化PDN。的每一个电压域都分配一个LDO稳压器是不合理的。这是最高效、最具性价比的解决方案。这种方案的困难之处在于用于GSPSADC的更简单的PDN确保DC-DC转换器的操作稳定性，从而不影响ADC性能。一种更具性价比的PDN设计方案是将具有同样电压值（比如所ADP2164驱动AD9680所有1.25V域（AVD

7、D1、AVDD1_SR、有的1.25V模拟域）的域组合起来，然后用同一个LDO来驱DVDD和DRVDD）的PDN如图3所示。动。这样可以减少元件数（以及物料清单—BOM—成本），这图2.AD9680评估板的简化PDN。图3.使用DC-DC转换器为AD9680供电。2模拟对话50-02，2016年2月比较不同的PDN仅使用DC-DC转换器为AD9680的1.25V域供电的PDN(PDN#3)在各种输入频率下显示出了良好的性能。这证明了可以组合对上文讨论的3个PDN以及第4个网络进行测试；第4个网络采用基准电源为AD9680评估板供电。表1列出了

8、AD9680评估域，并在不损失大量ADC性能的情况下以高效率、高性价比的板上部署的各种输电网络。方式为它们供电。采用基准源的PDN具有最佳的噪声性能，因为它是噪声最