在這篇博文中，我們將完成模數轉換器（ADC）表征，解釋結果，并深入了解元件選擇，以了解電源規格權衡與ADC性能的關系。

讓我們首先看一下ADC PSRR特性。為了保持連續性，我們將使用ADC3444作為示例。該ADC3444是一款四通道，14位，125MSPS流水線ADC。使用“在ADC中測量PSRR”中開發的方法，我們創建了這些PSRR圖：

• 模擬VDD（AVDD）PSRR在DC和基波與頻率之間。
• AVDD PSRR與基波輸入功率。
• 數字VDD（DVDD）PSRR與頻率的關系。

作為前面討論的提示，插入ADC模擬電源（AVDD）的頻率f 0的AC信號產生三個雜散：一個在DC處于f 0處，兩個在單個音調附近，頻率為f±f 0。ADC（DVDD）的數字電源上的相同AC信號為f 0。見圖1。


圖1：由ADC電源上的AC信號引起的雜散位置


該ADC3444 AVDD和DVDD提供完整的PSRR特性，如下圖所示。請注意，每個ADC的本地旁路都已到位，每個AVDD電源引腳上的電流為0.1μF，每個DVDD電源引腳上的電流為0.22μF，AVDD上的總電流為1.3μF，DVDD上的電流為0.88μF。圖2是測試配置框圖。


圖2：（a）AVDD測試電路配置; （b）DVDD測試電路配置

圖3顯示了-2dBFS時基波的PSRR與頻率的關系。兩個結論突然出現在你面前：

• 基波周圍的兩個雜散的PSRR比DC的PSRR差20dB。
• 兩種PSRR均為~200kHz，并且實際上正在改善。

圍繞基本面的惡化的PSRR可能表明對基本幅度的依賴性。因此，我用500kHz ADC電源AC信號（干擾信號）測量了PSRR與幅度基波。

PSRR與頻率的改善不是由ADC PSRR引起的，而是由旁路電容衰減的干擾信號引起的。


圖3：AVDD PSRR與頻率的關系

為了驗證AVDD電源的PSRR是否依賴于基波，測量了圖4。它顯示了帶有基波的雜散的dB / dB依賴性。換句話說，干擾源存在于基波周圍，具有設定的dBc（低于載波的dB）響應。在DC，干擾源對于ADC的動態范圍內的任何信號保持恒定。


圖4：AVDD PSRR與模擬輸入功率的關系

我對ADC的數字電源采用了相同的方法，如圖5和圖6所示。正如預期的那樣，數字電源PSRR比模擬電源的PSRR要好一個數量級，即20dB。還可以感覺到旁路電容的存在，但超過300kHz，但不會像模擬電源一樣長。也沒有依賴于基波的幅度。


圖5：DVDD PSRR與頻率的關系


圖6：DVDD PSRR與輸入功率的關系

這是一項有趣的練習，但我們可以從結果中得出什么結論呢？

第一個結論是ADC3444中使用的架構對模擬電源最敏感。請記住，上述結果是典型的，應添加保護帶。由于28dB是-2dBFS時的最差結果，PSRR降低了dB / dB，因此全擺幅0dBFS將具有26dB的PSRR。考慮到過熱和過載變化至少10dB的保護帶，使ADC3444 AVDD 的最小PSRR為16dB。10dB保護帶是一種估計值，需要額外的特性以確保足夠的性能水平。

使用與“在ADC中測量PSRR”中相同的等式，參見下面的等式1和2。現在可以估計DC / DC轉換器中存在的最大允許紋波，現在考慮到ADC直接由包含紋波的電源供電。


圖7：非理想AVDD電源的電路配置

系統設計公差將揭示維持所需性能的最大可接受刺激。我們在這里考慮最差的雜散不能超過-95dBFS。這意味著使用16dB最壞情況PSRR并使用下面的等式1和2，我們可以確定最大允許電源紋波。



（ADC PSRR衰減后允許的最大紋波幅度）





這導致我們：



這是AVDD電源引腳上可能出現的最大紋波。

我們可以通過以下方式放寬這一嚴格要求：

• 減少PSRR上的保護頻帶。
• 不在完全動態范圍內運行ADC。
• 允許FTT中的雜散大于-95dBFS。

DVDD電源PSRR將具有圖8所示的測試配置。


圖8：非理想AVDD電源的電路配置

DVDD最差為62dB。在這個典型值上保持10dB的余量，我們可以計算出DVDD電源引腳上的最差干擾，以確保FFT中的-95dBFS性能為14.17mVpp。

這些計算提供了ADC兩種電源所需性能的指導原則。在我的下一篇文章中，我將討論為每種供應開發適當的電源解決方案及其對性能的影響。