ZHCABJ9 February   2022 ADC12QJ1600-Q1 , TPS62912 , TPS62913

 

  1.   摘要
  2.   商标
  3. 1引言和系统说明
    1. 1.1 引言
      1. 1.1.1 ADC12QJ1600-Q1 噪声和纹波要求
      2. 1.1.2 时钟的电源要求
      3. 1.1.3 TPS62913 低噪声和低纹波降压转换器
    2. 1.2 方框图
    3. 1.3 设计注意事项
  4. 2测试和结果
    1. 2.1 测试方法
    2. 2.2 测试条件
    3. 2.3 测试结果
  5. 3结论
  6. 4参考文献
  7.   A 附录

测试方法

电源抑制比 (PSRR)

通过使用 HSDC-Pro 软件测量 PSRR,如图 2-1 所示,以显示和测量数字输出 FFT 频谱。每一个电源都使用偏置 T(可从不同的公司现货采购)单独进行测试。偏置 T 用于将交流和直流信号组合到被测试的单个电源。值得注意的是,偏置 T 必须具有足够高的额定电流,以便为被测电源提供足够的偏置。否则,测量结果可能不可靠。

在正常设置 EVM 或系统板之后,接下来隔离被测电源。然后将偏置 T 应用于电源,同时使用外部实验室工作台电源设置适当的直流电压。为电路板的其他电源正常供电,同时使这些电源保持在额定值。下一步,选择一个低频率(10MHz 或更低的频率)启动,并将正弦波信号源注入偏置 T。这称为误差信号。使用用于施加误差信号的信号发生器也很重要,该信号发生器纯净且相位噪声低。这样,转换器的固有性能就不会在测试过程中降级。信号发生器还应能够提供足够的功率,以弥补通过电缆、偏置 T 和 pcb 时所引起的损耗。

从低振幅信号开始,缓慢地提高振幅,直到本底噪声产生杂散,误差杂散在 FFT 频谱中应该足够高(在 FFT 频谱中误差杂散是可重复的)。误差杂散应在注入的误差测试频率处出现。假设捕获的误差杂散振幅为 -85dB。

接下来用示波器或频谱分析仪记录注入的误差信号电平。确保在 ADC 的电源引脚上读取误差信号振幅读数,并记录该引脚处注入的峰峰值电压。一旦确定该数值,就可以通过简单的数学运算得出 PSRR。

例如,如果测得的电压为 10mVpp,转换器的满量程电压为 1.2Vpp。然后只需取这两个数字的比值或 20*log(10m/1.2) = -41.6dB。要计算 PSRR,从先前在 FFT 频谱中确定的误差杂散振幅中减去这个数字,或 PSRR = -85 - -41.6 = -43.4dB。

图 2-1 PSRR 和 PSMR 测量的测试配置

PSRR 的一个示例是,在 VA11 电源上以 290MHz 的频率注入强制误差信号,信号发生器的振幅电平为 -1dBm,如图 2-2 所示。

GUID-20211129-SS0I-WZMF-L70B-7MH2577B7HTC-low.png图 2-2 带强制误差信号的电源抑制比示例

PSMR 的一个示例是,以 10MHz 的频率注入强制误差信号,信号发生器的振幅电平为 -1dBm,如图 2-3 所示。此图显示了如何调制电源泄露杂散。在本例中,当误差频率为 10MHz 且模拟输入信号频率为 347MHz 时,注意到互调杂散(Fin+/- 误差频率)。

GUID-20211129-SS0I-RFH7-VPMR-R092DH3HCC4F-low.png图 2-3 带强制误差信号的电源调制比示例

信噪比(SNR,dBFS)

SNR 是均方根信号振幅与所有频谱分量(DC、HD2 到 HD9 除外)之和的均方根值之比。SNR (dBc) 和 SNR (dbFS) 之间的差异也是基波振幅和满量程之间的差异。

谐波失真(dBc 或 dBFS)

谐波是一种频谱分量,是驱动模拟输入频率的整数倍。例如,二次谐波的频率是模拟输入的两倍。大多数 ADC 有适用于一个或多个谐波的规格。通常,二次谐波和三次谐波会被单独挑选出来,因为它们是所有谐波中性能最差的。谐波失真(无论几阶)都是信号的均方根振幅与指定谐波分量的均方根值之比,以 dBc 或 dBFS 表示。ADC 是非线性器件,因此捕获的输出 FFT 将具有丰富的频谱分量。

无杂散动态范围(SFDR,dBc 或 dBFS)

SFDR 是在产生最差结果的模拟输入频率下的信号均方根值与峰值杂散频谱分量的均方根值之比。在大多数情况下,SFDR 是应用于 ADC 的输入信号的二次或三次谐波(HD2 或 HD3)。

噪声频谱密度(NSD,dBFS/Hz)

NSD 定义为在 ADC 输入端处采样的每单位带宽下的全部噪声功率。NSD 实际上是 ADC 的 SNR 加上在整个奈奎斯特频带上传播的噪声功率,其等于采样频率的一半(或 Fs/2)。因此,NSD = SNR + 10*log(Fs/2)。

图 2-4 SNR、SFDR、HD 和 NSD 测量的测试配置