新型超低雜訊開關穩壓器具有超低雜訊、高效率、精巧尺寸和大電流的特點,非常適合各種對雜訊敏感的射頻應用場景,包括5G/無線通訊、防務領域、儀器儀錶等。Silent Switcher 3進階型開關穩壓器系列擁有超低的輸出雜訊,在低頻範圍(0.1 Hz至100 kHz)內,其雜訊甚至比大多數低壓差(LDO)穩壓器還要低。本文研究了相較於傳統的降壓式穩壓器加LDO穩壓器解決方案,在雜訊敏感型RF系統中應用超低雜訊開關穩壓器所面臨的挑戰和系統優勢。此研究基於兩個具有代表性的RF應用案例:一個是高性能鎖相迴路(PLL)時脈,另一個則是進階型高速類比數位轉換器(ADC)系統。透過合理的控制迴路和濾波器設計,基於超低雜訊開關穩壓器的新型單級解決方案可為客戶節省印刷電路板(PCB)空間和成本,具有解決方案尺寸更精巧、結構更簡潔、效率更高的特點,同時仍能達到卓越的系統性能。
引言
射頻(RF)系統對電源解決方案的雜訊性能提出了更嚴格的要求,因為要應用於包括航空航太與防務、5G無線應用、醫療設備、儀器儀錶等在內的多種領域。電源解決方案的輸出雜訊低是維持系統出眾性能的關鍵因素之一。因此,雜訊敏感型RF應用的市佔率正在迅速擴大。傳統上,降壓式(buck)穩壓器與低壓差(LDO)穩壓器組合而成的電源樹解決方案在雜訊敏感型應用中佔據主導地位。然而,隨著下一代產品中的負載消耗的電流越來越大,降壓式穩壓器與LDO穩壓器組合的解決方案成為了系統瓶頸。受限於LDO穩壓器有限的電流承載能力,此類解決方案暴露出尺寸大、成本高、損耗顯著等弊端。
圖1:(a) ADF4372 的具體電源結構;(b) ADF4372的展示板。