單個(gè)低壓差（LDO）穩(wěn)壓器與ADC電源接口

采用獨(dú)立的LDO來(lái)驅(qū)動(dòng)每個(gè)電源輸入的方法為整個(gè)設(shè)計(jì)提供了最佳隔離，并且在多數(shù)情況下，可實(shí)現(xiàn)最佳噪聲性能。 但是，由于LDO輸出端的噪聲遠(yuǎn)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(dòng)低輸入電源電壓時(shí)，也可能需要多個(gè)LDO，那時(shí)便會(huì)存在一些不足之處。這時(shí)就需要另一種方法，便是使用單個(gè)LDO將多個(gè)電源輸入扇出至ADC。 該方法如下圖所示。

采用單個(gè)LDO驅(qū)動(dòng)多個(gè)ADC電源輸入

本例所示為相反的極端情形，采用單個(gè)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(diǎn)和缺點(diǎn)。 從圖中可以看出，這是一個(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)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(gòu)買一個(gè)LDO，而不是三個(gè)LDO(模擬、數(shù)字和驅(qū)動(dòng)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(huì)產(chǎn)生與新的鐵氧體磁珠元件相關(guān)的成本，但該成本遠(yuǎn)低于LDO的成本。 目前，在Digi-Key網(wǎng)站上，ADP1741的1.5k訂量報(bào)價(jià)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(bào)價(jià)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(lái)的節(jié)省。

這是目前最佳的解決方案嗎?

從性能方面來(lái)說(shuō)，這未必是最佳解決方案。 選擇鐵氧體磁珠時(shí)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(huì)導(dǎo)致性能問(wèn)題。 例如，對(duì)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(shí)，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(gè)LDO可能無(wú)法提供足夠的電流或處理足夠的功率，來(lái)驅(qū)動(dòng)所有這些電源輸入。

若使用多個(gè)不同的LDO驅(qū)動(dòng)不同的ADC電源，可以計(jì)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(gè)例子中，如果使用2 W的總功耗(因?yàn)楝F(xiàn)在使用的是單個(gè)LDO)，結(jié)果就不會(huì)那么好。 這時(shí)，ADP1741的功耗約為(6 V – 1.8 V)*1110 mA = 4.662 W。這會(huì)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(shí)現(xiàn)平衡。 這是不是很眼熟? 我想大家在大部分設(shè)計(jì)中都需要面對(duì)這種權(quán)衡取舍。