改善您的模数转换器系统电源抑制状况的四种方法
上一篇文章说明了电源变化和噪声会对模数转换器（adc）性能产生的影响。幸好您的数据采集系统并非注定如此。这里有四种您可采取的措施，能确保您的adc不太容易受到电源变化和噪声的影响。
1.选择具有良好电源抑制比（psrr）的adc。当然，使您的系统性能免受其电源影响的最佳方法是选择具有足够psrr的adc来开始工作。如果您所选择的adc不能完全满足您的psrr需求，那么您可在自己原来的开关电源后加一个高psrr的低压差稳压器（ldo）以提高系统的psrr。这将有助于清除任何剩余的纹波，并直接增加整个系统的psrr。请看一下高psrr的ldo，如电压为3v至36v、电流为150ma的超低噪声tps7a4901。
图1：为改善电源抑制状况而添加的tps7a4901
2.适当的去耦和滤波。电源去耦通常发生在系统中的两个位置点：在供电源处和设备电源引脚处。较大“容量”的去耦电容器（通常电容不小于1μf）通常直接放置在电源输出端并连接至接地。这有助于稳定电源并立即尽可能滤除电源噪声。有时候，如果您希望电流汲取量大一些，您还可将额外的大容量电容器放置得更接近adc引脚。
把附加的较小或“局部”去耦电容器（通常电容不超过1μf）放置得最接近adc电源引脚处，以帮助过滤掉沿途发现的任何噪声。使用两个并联的局部去耦电容器（即电容为1μf的去耦电容器和电容为100nf的去耦电容器）将能在更大的频率范围内提供低阻抗。
3.注意布局。像对待所有其它重要模拟信号一样对待您的电源布线。您想提供从供电源到adc电源引脚的最直接、电感最小的路径。如果您无法使用电源平面，那么请使线路保持短而直接，但要足够宽，以便处理预期的电流。此外，为了让返回电流尽可能容易地回到电源，还要将电源线路布置得直接跨地平面。
图2：局部去耦电容器的布局范例
当处理瞬变情况时，低电感特别重要。当adc需要突然增加电源电流时（如上电期间），高电感可能“阻塞”电源。如果模拟和数字接地间存在任何电感，则瞬变可能在它们之间产生超过绝对最大额定值的电压差，从而对adc造成永久性损坏。图3表明，一些器件（如ads1278）对agnd和dgnd之间允许的电压差有很严格的限制。
图3：适用于ads1278 agnd和dgnd的绝对最大额定值
4.熟知某些电源频率。如果电源噪声确实能找到一种途径躲过滤波和去耦，那么δ-σ型adc还有最后一道防线：数字滤波器。数字滤波器最重要的功能之一就是让带外信号衰减；但是，该滤波器响应可重复本身的频率并会在频率为调制器采样频率（fmod）的倍数时返回到0db。接近这些频率的电源噪声能混叠回值得关注的信号带宽范围内。
图4：sinc 3滤波器响应在ads1298中的输出频率达4 × fmod（a），同时在ads1220中的抑制频率为50hz和60hz（b）
如果您必须使用开关电源，请把它同步到输出数据速率的整数倍。根据滤波器响应，音调在开关频率下或将折回到dc或将被滤波器陷波减弱。一些高精度adc（如24位ads1220与ads1248）包括频率为50hz/60hz的附加滤波器陷波，用于选择输出数据速率。
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1.选择具有良好电源抑制比（psrr）的adc。当然，使您的系统性能免受其电源影响的最佳方法是选择具有足够psrr的adc来开始工作。如果您所选择的adc不能完全满足您的psrr需求，那么您可在自己原来的开关电源后加一个高psrr的低压差稳压器（ldo）以提高系统的psrr。这将有助于清除任何剩余的纹波，并直接增加整个系统的psrr。请看一下高psrr的ldo，如电压为3v至36v、电流为150ma的超低噪声tps7a4901。
图1：为改善电源抑制状况而添加的tps7a4901
2.适当的去耦和滤波。电源去耦通常发生在系统中的两个位置点：在供电源处和设备电源引脚处。较大“容量”的去耦电容器（通常电容不小于1μf）通常直接放置在电源输出端并连接至接地。这有助于稳定电源并立即尽可能滤除电源噪声。有时候，如果您希望电流汲取量大一些，您还可将额外的大容量电容器放置得更接近adc引脚。
把附加的较小或“局部”去耦电容器（通常电容不超过1μf）放置得最接近adc电源引脚处，以帮助过滤掉沿途发现的任何噪声。使用两个并联的局部去耦电容器（即电容为1μf的去耦电容器和电容为100nf的去耦电容器）将能在更大的频率范围内提供低阻抗。
3.注意布局。像对待所有其它重要模拟信号一样对待您的电源布线。您想提供从供电源到adc电源引脚的最直接、电感最小的路径。如果您无法使用电源平面，那么请使线路保持短而直接，但要足够宽，以便处理预期的电流。此外，为了让返回电流尽可能容易地回到电源，还要将电源线路布置得直接跨地平面。
图2：局部去耦电容器的布局范例
当处理瞬变情况时，低电感特别重要。当adc需要突然增加电源电流时（如上电期间），高电感可能“阻塞”电源。如果模拟和数字接地间存在任何电感，则瞬变可能在它们之间产生超过绝对最大额定值的电压差，从而对adc造成永久性损坏。图3表明，一些器件（如ads1278）对agnd和dgnd之间允许的电压差有很严格的限制。
图3：适用于ads1278 agnd和dgnd的绝对最大额定值
4.熟知某些电源频率。如果电源噪声确实能找到一种途径躲过滤波和去耦，那么δ-σ型adc还有最后一道防线：数字滤波器。数字滤波器最重要的功能之一就是让带外信号衰减；但是，该滤波器响应可重复本身的频率并会在频率为调制器采样频率（fmod）的倍数时返回到0db。接近这些频率的电源噪声能混叠回值得关注的信号带宽范围内。
图4：sinc 3滤波器响应在ads1298中的输出频率达4 × fmod（a），同时在ads1220中的抑制频率为50hz和60hz（b）
如果您必须使用开关电源，请把它同步到输出数据速率的整数倍。根据滤波器响应，音调在开关频率下或将折回到dc或将被滤波器陷波减弱。一些高精度adc（如24位ads1220与ads1248）包括频率为50hz/60hz的附加滤波器陷波，用于选择输出数据速率。
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