JAJY138 November   2023

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   概要
  4.   ノイズと ADC
  5.   電源アーキテクチャにおけるノイズと精度の定義
  6.   低ノイズと低消費電力の電圧リファレンスのイノベーション
  7.   超低ノイズ電圧リファレンスのイノベーション
  8.   簡素化した電源アーキテクチャによるノイズ特性と放熱特性の改善
  9.   LDO 電源レールによる大電流、低ノイズ
  10.   高精度バッテリ監視のイノベーション
  11.   まとめ
  12.   その他の資料

低ノイズと低消費電力の電圧リファレンスのイノベーション

ノイズを低減する 1 つの方法はシステムの電力を増やすことですが、多くの場合、電力バジェットが存在するため、限られた電力でノイズ性能を最大化する必要があります。テキサス・インスツルメンツの低ノイズ電圧リファレンスの製品ラインアップは、REF33、REF34、REF35 の各ファミリなどの低消費電力オプションを含み、高精度の低消費電力 ADC で電力とノイズの境界を広げることができます。静止電流 (IQ) が低い電圧リファレンスは、電力バジェットが限られている 2 線式トランスミッタなど、携帯用またはエッジ側アプリケーションにメリットがあります。

効率的なバンドギャップ回路と出力バッファのイノベーションにより、電圧リファレンスの電力 / ノイズ比が向上しています。REF33、REF34、REF35 は、低ノイズと低消費電力を実現するテキサス・インスツルメンツの電圧リファレンス製品ラインアップの主要デバイスです。図 7 は、ノイズと消費電力を比較し、REF35 の革新性を強調しています。

GUID-20231008-SS0I-W8TS-31TD-TFX3MZ6F0GGP-low.svg 図 7 電圧リファレンス電力とノイズ

低ノイズの一般的なアプリケーションの 1 つは、携帯型心電図装置などの携帯型医療機器です。24 ビット ADC の ADS124S08 ファミリは消費電力がわずか 280 μ A であるため、電力バジェットが限られているフィールド機器やエッジ デバイスの電力消費を最小限に抑えることができます。表 1REF35 を 内蔵の ADS124S08 電圧リファレンスと比較し、IQ による精度が向上していることを明確に示すものです。REF35 の低ノイズと高精度は、システムの消費電力を低減しながら、量子化誤差とゲイン誤差の両方を改善します。電圧リファレンスの電圧がフレキシブルであることにより、ADS124S08 のフルスケール レンジを最大化するためのさらなる最適化が可能です。

表 1 外部電圧リファレンス対、内部電圧リファレンス
デバイス REF35 ADS124S08 内部電圧リファレンス
電圧レベル 1.25 V ~ 5 V 2.5V
低周波ノイズ 8.5µVPP 9µVPP
IQ 0.65μA 280μA

REF35 は、低消費電力で DC 精度を重視した ADC である ADS127L11 とも組み合わされます。REF35 は REF34 に比べて消費電流が 1/10 であるため、低速モードでは ADS127L11 と最適な組み合わせとなります。この組み合わせにより、ADS127L11 は高精度を必要とする電力品質アナライザ システム、またはソリューション サイズ、分解能、帯域幅のバランスを取るために低消費電力を必要とする機械振動システムで高精度を実現できます。