Yüksək performanslı LDO ADC üçün: Dəqiq analoq-dijital çevirmə üçün ultra aşağı səs-küyə malik gərginlik regulatorları

ADC üçün LDO-nun istisnai səs-küy göstəricisi onun ən fərqləndirici xüsusiyyətidir və analoq-digital çevirmə proseslərində maksimum dəqiqlik əldə etmək üçün ölçmə sistemlərinə təmiz enerji əsasını təmin edir. Sürətli açma-qapama əməliyyatları nəticəsində əhəmiyyətli elektrik səs-küyü yaradan impuls rejimli regulyatorlardan fərqli olaraq, ADC üçün LDO xətti regulyasiya üsullarından istifadə edir ki, bu da praktiki olaraq səs-küysüz çıxış gərginliyi yaradır. Bu ultra aşağı səs-küy göstəricisi, adətən kritik tezlik spektrində tək rəqəmli mikrovolt RMS olaraq ölçülür və birbaşa analoq sxemlərinizin siqnal-küy nisbətini yaxşılaşdırır və digital çevirmə nəticələrinizin həllini artırır. Bu səs-küy azaldılmasının əhəmiyyəti müasir ADC tətbiqlərinin həssaslıq tələblərini nəzərə aldığınızda dərhal aydın olur. Xüsusilə 16-bit, 20-bit və ya hətta 24-bit dəqiqlik səviyyəsində işləyən yüksək həll olunan analoq-digital çeviricilər yalnız bir neçə mikrovoltluq gərginlik dəyişikliklərini aşkar edə bilir. Güc təchizatı şinlərində mövcud olan hər hansı bir səs-küy analoq siqnal yoluna ötürülür və sistemin əsas dəqiqliyini pozan ölçmə xətalarına səbəb olur. ADC üçün LDO bu səs-küyə bağlı xətaları aradan qaldıraraq, hətta ən həssas çeviricilərin ən az əhəmiyyətli bit (LSB) həddindən çox aşağı gücləndirilmiş güc təchizatı səs-küy səviyyələrini saxlayır. Bu səs-küy performansının praktiki dəyəri ölçmə dəqiqliyinin operativ uğuru müəyyən etdiyi bir çox tətbiq sahəsinə yayılır. Tibbi avadanlıqlarda ADC üçün LDO-dan alınan ultra aşağı səs-küy gücü EKG dalğa formalarnı, EEG beyin fəaliyyətini və ya qlükoza sensoru cavablarını kimi zəif bioloji siqnalların aşkar edilməsini təmin edir; bu siqnallar əks halda güc təchizatı interferensiyası ilə maskalanardı. Sənaye proses idarəetmə sistemləri kritik parametr dəyişikliklərini göstərən kiçik sensor çıxışlarını izləyərkən bu səs-küy azaldılmasından faydalanır; beləliklə, daha dəqiq idarəetmə alqoritmləri və yaxşılaşmış məhsul keyfiyyəti əldə olunur. Laboratoriya avadanlıqları ADC üçün LDO ilə qidalandıqda daha yaxşı ölçmə təkrarlanmasını və aşağı aşkarlama həddini əldə edir; bu da tədqiqatçıların daha kiçik təsirləri aşkar etməsinə və daha həssas analizlər aparmasına imkan verir. Bu səs-küy performansının tezlik spektri xüsusiyyətləri xüsusilə diqqətə layiqdir, çünki ADC üçün LDO analoq sxemlərinin işi üçün ən kritik tezlik diapazonlarında aşağı səs-küy göstəricilərini saxlayır və beləliklə, yalnız dar zolaqlı yaxşılaşdırma deyil, tam miqyasda səs-küy bastırılmasını təmin edir.

ADC üçün LDO-nun üstün tənzimləmə qabiliyyətləri, dəyişən giriş şəraitlərindən və ya yüklənmə tələblərinin dəyişməsindən asılı olmayaraq, dəqiq çıxış gərginliklərini saxlamaqda qeyri-müqayisəli sabitlik təmin edir və bu da etibarlı analoq-dijital çevirmə sistemlərinin əsasını təşkil edən sabit performansı təmin edir. Yük tənzimləməsi — yəni tənzimləyicinin cərəyan istehlakı dəyişdikdə çıxış gərginliyini nə qədər yaxşı saxladığı — yüksək keyfiyyətli ADC üçün LDO dizaynlarında çox dar spesifikasiyalara çatır və tez-tez tam cərəyan diapazonu üzrə 0,01% -dən yaxşı tənzimləmə əldə edir. Bu qeyri-adi sabitlik, ADC-nin iş rejimlərində cərəyan istehlakı sərbəst və aktiv çevirmə dövrləri arasında əhəmiyyətli dərəcədə dalğalanarkən xüsusi əhəmiyyət kəsb edir. Yüksək sürətli nümunə götürmə əməliyyatları zamanı ADC daxili sxemlər fəal və gözləmə rejimləri arasında keçid edərkən müxtəlif enerji istehlakı səviyyələri arasındakı sürətli keçidlərə məruz qala bilər; bu isə aşağı keyfiyyətli enerji təchizat sistemlərini qeyri-sabit edə biləcək dinamik yüklənmə şəraitləri yaradır. ADC üçün LDO bu cərəyan dəyişikliklərinə demək olar ki, anında kompensasiya edir və beləliklə, çevirmə xətalarına səbəb ola biləcək və ya ölçmə dəqiqliyini azalda biləcək gərginlik düşməsi və ya aşma hadisələrini qarşısını alır. Xətt tənzimləməsi performansı da giriş enerji təchizatı gərginliyindəki dəyişikliklərə baxmayaraq sabit çıxış gərginliyini saxlamaqla eyni dərəcədə vacibdir. Həqiqi dünyada enerji mənbələri, əgər bunlar boşalma əyriləri ilə müşayiət olunan akkumulyatorlardan, özünə xas dalğalanma ilə işləyən impuls tipli enerji təchizatlarından və ya xətt gərginliyi dalğalanmalarına məruz qalan AC mənbələrindən alınmış olsa belə, mükəmməl sabit gərginliklər təmin etmir. ADC üçün LDO adətən 0,005% / V-dən yaxşı xətt tənzimləmə spesifikasiyalarına nail olur; bu o deməkdir ki, hətta əhəmiyyətli dərəcədə giriş gərginliyi dəyişiklikləri belə çıxışda heç bir əhəmiyyətli dəyişiklik yaratmır. Bu tənzimləmə qabiliyyəti xüsusilə portativ və avtomobil tətbiqlərində, burada akkumulyator gərginlikləri iş zamanı əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir, ya da sənaye mühitlərində, burada ağır maşınların işi və ya şəbəkə qeyri-sabitlikləri səbəbindən elektrik xəttinin keyfiyyəti dəyişə bilər, xüsusi qiymətləndirilir. Yükləmə və xətt tənzimləməsinin mükəmməl birləşməsi analoq-dijital çevirmə dəqiqliyinin bütün iş şəraitlərində sabit qaldığı bir enerji təchizatı mühiti yaradır. Bu sabitlik ölçmə sistemlərinin kalibrasiyasını daha uzun müddət saxlamasına, daha az düzəliş tələb etməsinə və xarici enerji şəraitindən asılı olmayaraq təkrarlanan nəticələr verilməsinə imkan verir. Dəqiqlik cihazları istehsalçıları üçün bu tənzimləmə performansı zəmanət iddialarını azaldır, sahədə xidmət tələblərini minimuma endirir və məhsulların işləmə müddəti boyu göstərilən parametrlərə uyğun işləməsini təmin edərək müştəri memnuniyyətini artırır.

ADC üçün LDO-nun mürəkkəb gücləndirici təchizatının rədd edilməsi nisbəti (PSRR) və sürətli keçid reaksiyası qabiliyyətləri, analoq-dijital çevirmə dəqiqliyini və sistem etibarlılığını pozabiləcək gücləndirici təchizatla bağlı pozuntulara qarşı tam bir müdafiə yaradır. Gücləndirici təchizatının rədd edilməsi nisbəti regulyatorun giriş təchizatında mövcud olan gürültü və maneələri zəiflətmə qabiliyyətini ölçür və bu pozuntuların həssas analoq dövrələri qidalayan çıxış gərginliyində görünməsinin qarşısını alır. ADC üçün yüksək performanslı LDO-lar aşağı tezliklərdə 80 dB-dən artıq PSRR xüsusiyyətlərinə nail olur; çoxlu modellər isə dəyişən cərəyanla işləyən gücləndirici təchizatlar və rəqəmsal dövrələrin adətən maneə yaradan kiloherts diapazonuna çatdıqda belə 60 dB-dən yuxarı rədd nisbətlərini saxlayır. Bu istisna olmaqla yüksək rədd qabiliyyəti müasir elektronik sistemlərdə tipik olaraq mövcud olan gürültülü rəqəmsal mühitdən analoq çevirmə dövrələrini izolyasiya edən mürəkkəb bir süzgəc kimi fəaliyyət göstərir. PSRR performansının tezlikdən asılı təbiəti xüsusi vurğulanmalıdı; çünki müxtəlif maneə mənbələri analoq-dijital çevirmə proseslərini təsir edə biləcək müxtəlif tezlik diapazonlarında fəaliyyət göstərir. Aşağı tezlikli elektrik şəbəkəsi dalğalanmaları — adətən 50 Hz və ya 60 Hz tezliklərdə və onların harmoniklərində baş verir — ADC üçün LDO-nun bu tezliklərdə yüksək PSRR performansı tərəfindən effektiv şəkildə bastırılır. Yüz minlərlə kiloherts diapazonunda işləyən dəyişən cərəyanla işləyən gücləndirici təchizatlardan gələn orta tezlikli maneələr əhəmiyyətli dərəcədə zəiflədir və bu gürültünün həssas analoq siqnallarını pozmasına mane olur. Hətta mikroprosessorlar, FPGA-lar və digər rəqəmsal dövrələrdən gələn yüksək tezlikli rəqəmsal keçid gürültüsü belə yaxşı dizayn edilmiş ADC üçün LDO-nun süzgəc təsiri ilə əhəmiyyətli dərəcədə azaldılır. PSRR performansına sürətli keçid reaksiyası xüsusiyyətləri dəstək verir: yük şəraitləri sürətlə dəyişdikdə çıxış gərginliyi dalğalanmalarını tez bir zamanda düzəldir. Müasir ADC üçün LDO dizaynları inkişaf etmiş kompensasiya üsullarını daxil edir ki, bu da mikrosaniyələrlə ölçülən reaksiya vaxtlarına imkan verir və ADC dövrələrinin anidən yaranan cərəyan tələblərinə dərhal gərginlik düzəlişi təmin edir. Bu sürətli reaksiya gərginlik altı və ya üstü hallarını qarşısını alır ki, bu hallar müvəqqəti olaraq çevirmə dəqiqliyini təsir edə bilər və ya qoruma dövrələrini aktivləşdirə bilər. Yüksək PSRR və sürətli keçid reaksiyasının birləşməsinin praktiki faydaları bir neçə dövrənin ortaq enerji xətlərini paylandığı, rəqəmsal və analoq dövrələrin bir-birinə yaxın yerləşdiyi və ya portativ cihazların dəyişən akku şəraitləri və müxtəlif elektromaqnit mühitlərində performansını saxlaması tələb olunan mürəkkəb sistemlərdə aydın müşahidə olunur. Bu xüsusiyyətlər ADC üçün LDO-nun bütün real iş şəraitlərində qoruyucu funksiyasını saxlamasını təmin edir.