關於電源部分設計中的噪聲餘量計算
發布時間:2012-12-11 責任編輯:abbywang
【導讀】絕大多數芯片都會給出一個正常工作的電壓範圍,這個值通常是±5%。這些限製要考慮兩個部分,第一是穩壓芯片的直流輸出誤差,第二是電源噪聲的峰值幅度。老式的穩壓芯片的輸出電壓精度通常是±2.5%,因此電源噪聲的峰值幅度不應超過±2.5%。本文著重電源部分設計的原理說明,電源噪聲餘量將使用±2.5%這個值。
例如:對於3.3V電壓,為滿足芯片正常工作,供電電壓在3.13V到3.47V之間,或3.3V±165mV。對於1.2V電壓,為滿足芯片正常工作,供電電壓在1.14V到1.26V之間,或1.2V±60mV。這些限製可以在芯片datasheet中的recommended operating conditionsbufenzhadao。zhexiexianzhiyaokaolvlianggebufen,diyishiwenyaxinpiandezhiliushuchuwucha,diershidianyuanzaoshengdefengzhifudu。laoshidewenyaxinpiandeshuchudianyajingdutongchangshi±2.5%,因此電源噪聲的峰值幅度不應超過±2.5%。當然隨著芯片工藝的提高,現代的穩壓芯片直流精度更高,可能會達到±1%以下,TI公司的開關電源芯片TPS54310精度可達±1%,線性穩壓源AMS1117可達±0.2%。但是要記住,達到這樣的精度是有條件的,包括負載情況,工作溫度等限製。因此可靠的設計還是以±2.5%這(zhe)個(ge)值(zhi)更(geng)把(ba)握(wo)些(xie)。如(ru)果(guo)你(ni)能(neng)確(que)保(bao)所(suo)用(yong)的(de)芯(xin)片(pian)安(an)裝(zhuang)到(dao)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)後(hou)能(neng)達(da)到(dao)更(geng)高(gao)的(de)穩(wen)壓(ya)精(jing)度(du),那(na)麼(me)你(ni)可(ke)以(yi)為(wei)你(ni)的(de)這(zhe)款(kuan)設(she)計(ji)單(dan)獨(du)進(jin)行(xing)噪(zao)聲(sheng)餘(yu)量(liang)計(ji)算(suan)。本(ben)文(wen)著(zhe)重(zhong)電(dian)源(yuan)部(bu)分(fen)設(she)計(ji)的(de)原(yuan)理(li)說(shuo)明(ming),電(dian)源(yuan)噪(zao)聲(sheng)餘(yu)量(liang)將(jiang)使(shi)用(yong)±2.5%這個值。
電源噪聲餘量計算非常簡單,方法如下:
比如芯片正常工作電壓範圍為3.13V到3.47V之間,穩壓芯片標稱輸出3.3V。安裝到電路板上後,穩壓芯片輸出3.36V。那麼容許電壓變化範圍為3.47-3.36=0.11V=110mV。穩壓芯片輸出精度±1%,即±3.363*1%=±33.6 mV。電源噪聲餘量為110-33.6=76.4 mV。
計算很簡單,但是要注意四個問題:
第一,穩壓芯片輸出電壓能精確的定在3.3V麼?外圍器件如電阻電容電感的參數也不是精確的,這對穩壓芯片的輸出電壓有影響,所以這裏用了3.36V這個值。在安裝到電路板上之前,你不可能預測到準確的輸出電壓值。
第二,工作環境是否符合穩壓芯片手冊上的推薦環境?器件老化後參數還會和芯片手冊上的一致麼?
第三,負載情況怎樣?這對穩壓芯片的輸出電壓也有影響。
disi,dianyuanzaoshengzuizhonghuiyingxiangdaoxinhaozhiliang。erxinhaoshangdezaoshenglaiyuanbujinjinshidianyuanzaosheng,fanshechuanraodengxinhaowanzhengxingwentiyehuizaixinhaoshangdiejiazaosheng,bunengbasuoyouzaoshengyuliangdoufenpeigeidianyuanxitong。suoyi,zaishejidianyuanzaoshengyuliangdeshihouyaoliuyouyudi。
另一個重要問題是:不同電壓等級,對電源噪聲餘量要求不一樣,按±2.5%計算的話,1.2V電壓等級的噪聲餘量隻有30mV。這zhe是shi一yi個ge很hen苛ke刻ke的de限xian製zhi,設she計ji的de時shi候hou要yao謹jin慎shen些xie。模mo擬ni電dian路lu對dui電dian源yuan的de要yao求qiu更geng高gao。電dian源yuan噪zao聲sheng影ying響xiang時shi鍾zhong係xi統tong,可ke能neng會hui引yin起qi時shi序xu匹pi配pei問wen題ti。因yin此ci必bi須xu重zhong視shi電dian源yuan噪zao聲sheng問wen題ti。
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