該器件有三個(gè)電源電壓并且需要七個(gè)電源域,才能實(shí)現(xiàn)表 8-4 中所示的數(shù)據(jù)表性能。
表 8-4 推薦的電源域
| 電壓 |
電源域 |
器件電源 |
| +1.8V |
VDDA |
VDDA18A、VDDA18B |
| VDDIO |
VDDIO |
| VDDCSR |
VDDCLK、VDDSYS、VDDR |
| +1V |
VDDL |
VDDLA、VDDLB |
| VDDCLK |
VDDCLK10 |
| DVDD |
VDDDIG、VDDT、VDDDEA 和 VDDDEB |
| -1.8V |
VEEx |
VEEAM18、VEEBM18 |
圖 8-22 展示了 -SP 級(jí)的建議電源,圖 8-23 展示了 -SEP 級(jí)的建議電源。電源電壓必須具有低噪聲,并提供所需的電流以實(shí)現(xiàn)額定器件性能。首先使用降壓高效開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器,然后使用 LDO 進(jìn)行第二級(jí)穩(wěn)壓,從而降低開(kāi)關(guān)噪聲并提高電壓精度。用戶還可以參閱 TI WEBENCH? Power Designer,它可用于根據(jù)需要選擇和設(shè)計(jì)各個(gè)電源元件。推薦的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器為:
- -SP 等級(jí):
- 對(duì)于 VDDLA、VDDLB 和 VDDCCLK10 域,TPS50601A-SP = +2.2V
- 對(duì)于 VDDA18A、VDDA18B、VDDIO、VDDSYS18、VDDR18 和 VDDCLK18,TPS50601A-SP = +3V
- 對(duì)于 VDDDIG、VDDEA、VDDEB 和 VDDT,TPS50601A-SP = +1V
- 對(duì)于 VEEAM18 和 VEEBM18 域,TPS7H4011-SP = -4.2V
- -SEP 等級(jí):
- 對(duì)于 VDDLA、VDDLB 和 VDDCCLK10 域,TPS7H4010-SEP = +2.2V
- 對(duì)于 VDDA18A、VDDA18B、VDDIO、VDDSYS18、VDDR18 和 VDDCLK18,TPS7H4010-SEP = +3V
- 對(duì)于 VDDDIG、VDDEA、VDDEB 和 VDDT,TPS7H4010-SEP = +1V
- 對(duì)于 VEEAM18 和 VEEBM18 域,TPS7H4010-SEP = -3.3V
推薦的 LDO 包括:
- -SP 等級(jí)
- 對(duì)于 +1.8V 和 +1V,TPS7H1111-SP
- 對(duì)于 -1.8V,TPS7A4501-SP
- -SEP 等級(jí)
- 對(duì)于 +1.8V 和 +1V,TPS7H1111-SEP
- 對(duì)于 -1.8V,TPS7H1210-SEP
VDDA 電源由 LDO 或低噪聲壓降線性穩(wěn)壓器調(diào)節(jié),輸出電壓為 +1.8V,并進(jìn)一步細(xì)分為以下子組電源域:
- VDDA:VDDA18A、VDDA18B
- VDDIO
- VDDCSR:VDDCLK18、VDDSYS18、VDDR18
每個(gè)器件電源均可連接到單個(gè) LDO,但可通過(guò)鐵氧體磁珠和/或三端電容器或類似器件進(jìn)行隔離。
VDDL 電源為 +1V,并進(jìn)一步細(xì)分為 VDDLA 和 VDDLB。每個(gè)器件電源均可連接到單個(gè) LDO,但可通過(guò)鐵氧體磁珠和/或三端電容器或類似器件進(jìn)行隔離。
VDDCLK10 電源為 +1V,可實(shí)現(xiàn)出色相位噪聲性能。VDDCLK10 應(yīng)單獨(dú)與 LDO 隔離,以防止其他 1.0V 電源耦合到時(shí)鐘路徑中的噪聲。
DVDD 電源為 +1V,可直接連接到開(kāi)關(guān)電源。DVDD 包含以下器件電源:VDDDIG10、VDDT、VDDEA 和 VDDEB,它們均可連接在一起。無(wú)需使用鐵氧體磁珠和/或三端電容器或類似器件進(jìn)行進(jìn)一步隔離。
VEEx 電源由單個(gè) LDO 提供 -1.8V 電壓,并進(jìn)一步細(xì)分為 VEEAM18 和 VEEBM18,它們通過(guò)鐵氧體磁珠和/或三端電容器或類似器件進(jìn)行隔離。
強(qiáng)烈建議遵循以下重要的電源設(shè)計(jì)注意事項(xiàng):
- 當(dāng)所有電源軌和總線電壓進(jìn)入系統(tǒng)板時(shí),將其解耦。進(jìn)一步在每個(gè)電源域的 DAC 自身或其附近進(jìn)行額外去耦。通常,每個(gè)電源引腳一個(gè)去耦電容器就足夠了,除非在數(shù)據(jù)表或 EVM 組件中有所規(guī)定。
- 請(qǐng)記住,每個(gè)附加的濾波級(jí)可實(shí)現(xiàn)大概 20dB/十倍頻程的噪聲抑制。
- 對(duì)高頻和低頻進(jìn)行解耦,可能需要多個(gè)電容值。
- 串聯(lián)鐵氧體磁珠和饋通電容器通常用于電源普通接入點(diǎn),可用于額外的電源域隔離。應(yīng)該對(duì)系統(tǒng)板上的每個(gè)單獨(dú)電源電壓實(shí)施上述措施,無(wú)論是來(lái)自 LDO 還是開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器。
- 為了增加電容,請(qǐng)使用緊密堆疊的電源和接地層對(duì)(≤4mil 間距),這增加了 PCB 設(shè)計(jì)固有的高頻 (>500MHz) 解耦。
- 應(yīng)盡可能使電源遠(yuǎn)離敏感的模擬電路,如 DAC 的前端射頻級(jí)、高速時(shí)鐘和數(shù)字電路。
- 使需要更高電流的電源域靠近堆疊頂部或具有電源正常入口點(diǎn)的層。這樣可以更大限度地減小整體環(huán)路電感。
- 電源平面上的任何開(kāi)放或無(wú)效區(qū)域,請(qǐng)?zhí)畛浣拥匾蕴峁╊~外的隔離和屏蔽。
- 在所有相鄰電源平面和/或接地平面填充之間保持 20mil 至 25mil 的間隙。這有助于消除同一層內(nèi)相鄰電源域和/或接地之間的所有間隙耦合。
- 一些開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器電路/組件可能位于 PCB 的另一側(cè)以增加隔離效果。
- 遵循 IC 制造建議;如果應(yīng)用手冊(cè)或數(shù)據(jù)表中沒(méi)有直接提供建議,可以研究評(píng)估板。這些都是很好的學(xué)習(xí)工具。上述幾點(diǎn)可幫助提供可靠的電源設(shè)計(jì),從而在許多應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)表中指明的性能。
每個(gè)應(yīng)用在電源電壓上具有不同的噪聲容差,因此請(qǐng)閱讀以下兩個(gè)應(yīng)用手冊(cè)以獲取更多信息,更好地理解如何進(jìn)行協(xié)調(diào):
另請(qǐng)參閱圖 8-31 至圖 8-34,其中說(shuō)明了單電源布局和堆疊方法。