開關(guān)模式電源（SMP）因電壓轉(zhuǎn)換所需的切換而以其固有的噪聲而聞名。如果將SMP用于時(shí)鐘的電源導(dǎo)軌，則可以將噪聲引入ADC系統(tǒng)。為了地減少錯(cuò)誤，具有抑制噪聲功能的LDO調(diào)節(jié)器通常用于為噪聲敏感的設(shè)備提供動(dòng)力。

諸如模擬設(shè)備的LTM8080雄鹿調(diào)節(jié)器SMP等技術(shù)將調(diào)節(jié)后雙LDO調(diào)節(jié)器與噪聲抑制技術(shù)集成。該SMPS設(shè)備可以提供類似于獨(dú)立LT3045 LDO調(diào)節(jié)器的干凈電源軌。

圖1。VCO  /ADC設(shè)置的基本框圖。

圖像由Bodo的Power Systems  [PDF]提供為什么供應(yīng)鐵路噪聲很重要？
供應(yīng)導(dǎo)軌噪聲是可以顯著影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素。在圖1中，LT3045 LDO調(diào)節(jié)器被用作清潔供應(yīng)欄，以供電ADF4372合成器的VCO。然后，ADF4372為AD9208 ADC和FPGA板生成時(shí)鐘信號(hào)。圖2顯示了從LT3045 LDO調(diào)節(jié)器的輸出獲得的相位噪聲圖，可作為比較替代供應(yīng)導(dǎo)軌溶液的參考。

基線LT3045的相位噪聲圖（2 MHz跨度為1 GHz）。

圖2。 基線LT3045的相位噪聲圖（1 GHz為2 MHz跨度）。

圖像由Bodo的Power Systems  [PDF]提供如果采用嘈雜的電源軌而不是基線設(shè)計(jì)，則圖3演示了一個(gè)次優(yōu)噪聲頻譜圖的示例，其邊帶略有升高。當(dāng)這些邊帶達(dá)到一定水平時(shí)，他們可以將抖動(dòng)引入ADC采樣時(shí)鐘的上升邊緣（圖4）。因此，ADC在意外的時(shí)間點(diǎn)采樣模擬輸入信號(hào)，導(dǎo)致出乎意料的數(shù)據(jù)單詞具有位錯(cuò)誤。

示例嘈雜SMP的相位噪聲圖（2.23 GHz，2 MHz跨度）。

圖3。 嘈雜的SMP（2 MHz跨度為1.23 GHz）的示例相位噪聲圖。

圖像由Bodo的Power Systems 提供位錯(cuò)誤的發(fā)生可能會(huì)帶來切實(shí)的后果，尤其是在它們很大的情況下。實(shí)際數(shù)據(jù)字與ADC與預(yù)期數(shù)據(jù)字之間的偏差會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)中的意外行為。例如，如果數(shù)據(jù)字表示的輸入電壓高于實(shí)際電壓，則可以在系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒之前過早激活設(shè)備。在關(guān)鍵安全應(yīng)用中，這種意外的狀態(tài)可能會(huì)禁用安全功能。

嘈雜的VCO電源導(dǎo)軌到ADC采樣時(shí)鐘邊緣抖動(dòng)（VCO輸出）到ADC采樣錯(cuò)誤。

圖4。 嘈雜的VCO電源導(dǎo)軌到ADC采樣時(shí)鐘邊緣抖動(dòng)（VCO輸出）到ADC采樣錯(cuò)誤。

圖像由Bodo的Power Systems]提供特別是EMI噪聲屏蔽技術(shù)的出現(xiàn)，現(xiàn)在可以將SMPS放置在與LDO調(diào)節(jié)器近距離的距離之內(nèi)，而無需將開關(guān)噪聲耦合到LDO調(diào)節(jié)器的輸出。如果將SMP和LDO調(diào)節(jié)器包裝在一起，則可以實(shí)現(xiàn)降低噪聲以外的其他好處（表1）。

表1.SMPS  + LDO調(diào)節(jié)器優(yōu)勢(shì)比獨(dú)立LDO調(diào)節(jié)器

降壓調(diào)節(jié)器部分可以直接為其他外部LDO調(diào)節(jié)器供電將開關(guān)降壓轉(zhuǎn)換器（SMP）與LDO調(diào)節(jié)器相結(jié)合的設(shè)備提供了多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。它可以從標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌（如12 V或24 V）提供動(dòng)力，從而提供輸入供應(yīng)靈活性。此外，即使設(shè)備從更高的電壓供電，也可以設(shè)計(jì)中間總線以在LDO調(diào)節(jié)器的輸出上方保持特定電壓。此電壓輸入到輸出控件（VIOC）功能通過控制上游SMP的輸出來確保LDO調(diào)節(jié)器的設(shè)定凈空。 VIOC對(duì)于在保持電源排斥比（PSRR）的同時(shí)化效率至關(guān)重要。
SMP和LDO調(diào)節(jié)器設(shè)備可以在其內(nèi)部電路內(nèi)實(shí)現(xiàn)噪聲敏感的路由。因此，PCB級(jí)別的基本路由技術(shù)足以優(yōu)化設(shè)備的噪聲性能。
此外，該設(shè)備受益于完全集成的EMI噪聲屏蔽。 EMI噪聲屏蔽層不允許板上SMPS的噪聲排放在各個(gè)方向上輻射，而是將輻射的噪聲發(fā)射從LDO調(diào)節(jié)器中重定向。該技術(shù)允許將開關(guān)調(diào)節(jié)器靠近LDO調(diào)節(jié)器，而不會(huì)損害其噪聲抑制能力。結(jié)果，可以將完全集成的設(shè)備放置在以前由于噪聲問題而被認(rèn)為不適合SMP的區(qū)域。
如果設(shè)備的SMPS部分比LDO調(diào)節(jié)器的額定值更多，則可以將多個(gè)LDO調(diào)節(jié)器集成到軟件包中。此外，可以將外部LDO調(diào)節(jié)器連接到中間總線，從而在用戶的設(shè)計(jì)方面具有進(jìn)一步的靈活性。
為了確保符合設(shè)備數(shù)據(jù)表中提到的規(guī)格，制造商對(duì)完全集成的SMP以及LDO調(diào)節(jié)器設(shè)備進(jìn)行了徹底的測(cè)試。這確保該設(shè)備符合指定的要求。
與LDO調(diào)節(jié)器一樣安靜的開關(guān)轉(zhuǎn)換器
LTM8080提供了更大的輸入電源電壓靈活性，同時(shí)與基線LDO調(diào)節(jié)器解決方案相比，地減少了功率損耗。圖5說明了使用LTM8080的示例解決方案，并演示了其設(shè)計(jì)靈活性。 LTM8080以及共包裝的雄鹿調(diào)節(jié)器和LDO調(diào)節(jié)器結(jié)合了EMI噪聲屏蔽層，可重定向輻射噪聲。

LTM8080解決方案替換了ADF4372SD2Z評(píng)估板上的兩個(gè)LT3045 LDO調(diào)節(jié)器加上可選的用戶定義的第三個(gè)LDO調(diào)節(jié)器輸出，以實(shí)現(xiàn)更大的系統(tǒng)靈活性。

圖5。LTM8080 解決方案替換了ADF4372SD2Z評(píng)估板上的兩個(gè)LT3045 LDO調(diào)節(jié)器加上可選的用戶定義的第三LDO調(diào)節(jié)器輸出，以提高系統(tǒng)的靈活性。圖像由Bodo的Power Systems  [PDF]提供在比較LTM8080和LT3045的噪聲抑制功能時(shí)，測(cè)量值幾乎顯示出相同的結(jié)果。表2提供了SNR的比較，圖6顯示了相位噪聲圖。因此，LTM8080可以用作替代LT3045的替代品，同時(shí)仍然化位誤差并確保有效抑制噪聲。

LTM8080（左）與LT3045（右）的相位噪聲圖。

圖6。LTM8080  （左）與LT3045（右）的相位噪聲圖。

圖像由Bodo的Power Systems  [PDF]提供表2。SNR 比較：LTM8080與LT3045
ADF4372：5 V PLL時(shí)鐘電源SNR：AD9208
LT3045（基線）53.6 dbfs
LTM808053.6 dbfs