간소화된 전력 아키텍처로 잡음 및 열 성능 개선

클록, 데이터 컨버터 또는 증폭기에 전원을 공급하는 기존의 설정은 그림 9에서 보다시피 DC/DC 컨버터(또는 모듈), 그 뒤에 LDO, 페라이트 비드 필터를 사용하는 것입니다. 이 설계 접근 방식은 전원 공급 장치의 잡음과 리플을 모두 최소화하고 약 2A 미만의 부하 전류에서 잘 작동합니다. 하지만 부하가 증가함에 따라 LDO의 전력 손실은 효율 및 열 관리 문제를 야기합니다. 예를 들어, 사후 조절 LDO는 일반적인 아날로그 프론트 엔드 애플리케이션에서 1.5W의 전력 손실을 추가할 수 있습니다.

일반적인 전력 아키텍처에서 LDO의 이점은 높은 PSRR을 지원하는 고주파 잡음 영역에서 스위칭 잡음을 낮추면서 정확한 전압 레일을 제공하는 것입니다. LDO 사용의 단점은 발열 및 전력 소비가 늘어난다는 것입니다. 전력 손실을 제어하면서 낮은 잡음을 보장하는 효율적인 방법은 그림 10에 표시된 것처럼 설계에서 LDO를 완전히 제거하고 저잡음 DC/DC 벅 컨버터 또는 모듈을 사용하는 것입니다. 이 LDO 없는 설계는 낮은 잡음을 달성하면서 전력 손실을 줄이고 열을 개선합니다.

저잡음 벅 컨버터의 TPS62912 및 TPS62913 제품군과 TPSM82912 및 TPSM82913 모듈은 커패시터를 연결하기 위한 잡음 감소/소프트 시작 핀을 구현하고, 그림 11에 나와 있는 것처럼 통합 R_f 및 외부 연결 C_NR/SS를 사용하여 저역 통과 저항 커패시터 필터를 구성합니다. 이 구현은 기본적으로 LDO에서 대역 갭 저역 필터의 동작을 모방하여, 10μV_RMS 미만의 출력 전압 리플을 가능하게 합니다. TPS62913은 2.2MHz 스위칭 주파수와 선택적 2단계 페라이트 비드 인덕터-커패시터 필터를 활용하여 일반 스위칭 잡음이 없는 고주파 영역에서 저잡음 플로어를 달성할 수도 있습니다.

ADC12DJ5200RF는 DC에서 4W의 소비 전력으로 샘플링하는 RF 샘플링 ADC입니다. PSRR은 모든 전원 공급 리플과 잡음을 감쇠하지만, ADC 출력 스펙트럼에 잔류 리플과 잡음이 나타나 오류를 발생시킵니다. ADC12DJ5200RF는 아날로그 전압 레일에 대한 전원 공급 장치 요구 사항이 더 민감하므로 낮은 잡음이 필요합니다. 저잡음 및 고전력 아날로그 레일용 TPS62912를 사용하면 DC/DC +LDO 조합에 비해 전력 손실을 최소화하면서 간단하고 효율적인 전력 아키텍처를 구현할 수 있습니다.