采用開關電源為高速模數轉換器供電

　圖6 采用ADP1708線性電源的70MHz模擬輸入

　圖7 采用ADP2114開關電源的70MHz模擬輸入

效率測量結果
表2顯示每個電源解決方案所測得的效率。采用3.6V輸入電壓時，開關穩壓器將效率提高了35%，功耗節省了640 mW。這里節省的功耗為單個轉換器節省的功耗，在采用多個ADC的系統中，節省的功耗還將顯著增加。

散熱圖像
圖8和圖9顯示了采用LDO電源與采用ADP2114時，電路板電源部分的散熱差別。兩個圖像采用相同的縮放比例。圖8中SP01、SP02和SP03測量點顯示線性穩壓器的溫度。圖9中的SP06顯示ADP2114的溫度，它比圖9中顯示的線性穩壓器的溫度低10～15℃。SP04顯示AD9268的溫度，該溫度在兩個圖像中差不多。還需注意的是，圖9中的總背景溫度更高，一個串聯阻塞二極管（未標注）正在處理更高的熱負載。　　

圖8 采用線性電源的AD9268評估板的散熱圖像

圖9 采用ADP2114電源的AD9268評估板的散熱圖像

電路圖詳解
圖10提供了開關穩壓器的詳細電路圖，該穩壓器被配置成在強制PWM模式下工作，通道設置為2A單獨輸出。通過在FREQ引腳和GND之間放置一個27kΩ的電阻，穩壓器的開關頻率被設置為1.2MHz。除了圖中的電路之外，在開關和ADC之間還包含一個鐵氧體磁珠，ADC電源引腳附近放置了標準的旁路電容。該設計可達到220μV的開關紋波，在ADP2114輸出端的高頻噪聲低于6μV。AD9268附近加設的鐵氧體磁珠和旁路電容將開關紋波降至300nV，并將ADC電源引腳處的噪聲降至不到3μV。

圖10 ADP2114電路配置

這里還提供了材料清單和布線信息。請注意，在布局中，開關電感L101和L102位于ADC和信號通道元件電路板的背面。這種布局有助于將這些電感和電路板頂部的元器件（特別是信號和時鐘通道中的巴倫）之間的電壓耦合降至最小。在采用開關轉換器的布線中，需注意避免磁場或電場耦合。　　

圖11 ADP2114和AD9268的相對位置

結語
本文論證了在仔細遵循設計實踐技巧的情況下，模數轉換器可以直接采用開關電源供電，而不會造成性能損失。與采用ADP1708線性電源相比，采用ADP2114開關電源供電時，轉換器的性能未出現下降。而采用開關電源可將電源效率提高30%～40%，并且能大幅降低總功耗（甚至超過簡單地選擇較低功耗的轉換器）。在許多系統中，這些器件都需要連續工作，因此采用開關電源可大幅降低運營成本，并且性能也不會出現下降。