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[参考译文] LMX2581:电源轨的电压噪声灵敏度

Guru**** 1821780 points
Other Parts Discussed in Thread: LMX2581, LMX2581EVM, LMX2541, LMX2594
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https://e2e.ti.com/support/clock-timing-group/clock-and-timing/f/clock-timing-forum/831984/lmx2581-voltage-noise-sensitivity-of-supply-rails

器件型号:LMX2581
主题中讨论的其他器件:LMX2541LMX2594

您好!

我将在即将推出的项目中使用 LMX2581、该项目对电源轨有以下要求:

VCC = 3.3V (198mA);ΔVmax =±150mV [3.15V - 3.45V]

这可细分为以下电压轨:
VccCP = 12mA
VccPLL = 28mA
VccBUF = 43mA
VccVCO = 83mA
VccDIG = 10mA
VccFRAC << 1mA
输出上拉分量= 22mA

上述任何电压轨是否会将电源馈送到不能承受等于 ΔVmax μ V 的电压噪声纹波的敏感内部电路?


谢谢、
Binayak

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    Binayak

    简而言之、是的。   由于 LMX2581具有内部 LDO、因此比大多数 VCO 具有更好的抗噪性能、但150mVpp 是数量级或 比 VCO 容许的值多两倍。  此外、输出具有到 Vcc 的上拉电阻、因此我想这将具有0dB 的 PSRR。

    此致、

    Dean

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    尊敬的 Dean:

    感谢您的回复。

    上述电压轨能否承受50mVpp (+/- 25mV)?  

    此致、

    Binayak

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    Binayak、您好!

    我们没有这种数据。  

    您将使用哪种电源? 无论如何、由于输出缓冲器在外部上拉至 Vcc、因此 Vcc 轨上的任何噪声都可能进入输出端。

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    尊敬的 Dean 和 Noel:

    感谢您的回复。

    我查看了为 LMX2581 (LMX2581EVM)提供的 EVM 板。 在用户指南中、除 VccBuff 外的所有电源均清晰地显示在具有 抽头的公共电源平面 VccPlane (3.3V 电源)供电下。 VccBuff 通过铁氧体磁珠 L4与 VccPlane 隔离、以减少杂散信号。   

    使用的电感器是 Murata BLM18SG121TN1D (3A 铁氧体磁珠、120 Ω @ 100MHz、SMD)。  

    我计划 每个电源轨的交流纹波为+/- 50mV。

    [1]否、 根据您的回复、VccBuff 最敏感、所有其他电压轨对 VccPlane 上的噪声更稳定。 我是对的吗?

    [2]在移除所有零欧姆电阻器的情况下、能否使用 EVM 中给出的电源架构?

    谢谢

    Binayak  

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    Binayak

    尽管我没有显式特性数据来支持这一点、但我要说、对于该器件、+/- 50mV 的纹波过高、可能导致极高的杂散。  50微伏将是一种更合理的数字。  是的、电路板上有一些滤波、但没有太多滤波。

    我没有电源推数字、但让我们仅使用600kHz/V 的 LMX2541数字作为镇流器估算值、因为它们有相似之处。

    现在、如果我取+/- 50mV x 600kHz/V、那么我得到频率偏差 Fdev = 30MHz 。  因此、即使开关频率为30MHz、这也会有一个 b = Fdev/Fmod = 1的调制指数、从而导致高于载波的杂散。

    当然、我没有 LMX2594的推压数字、但我认为您的50mV 纹波的数量级太高

    现在、如果50mV 的纹波是股频率、则可以使用 LC 或 RC 滤波器对其进行滤波、但如果它在100kHz 时、滤波器不仅更容易、而且由于调制指数更高(Fmod 更低)、也会导致更高的杂散。

    换句话说、如果您确实希望出现+/- 50mV 的纹波、那么放置一个 LDO 来保护 Vcc 可能是不错的选择。

    此致、

    Dean

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    尊敬的 Dean:

    感谢您提供所有重要信息。

    我当时正在考虑选择一个 LDO 来为 VccPlane 供电。

    LMX2581的 EVM 原理图中提供了使用低噪声稳压器"LP3878SD-ADJ"为 VccPlane 提供干净电源的选项。 该 LDO 是否足够好?

    我相信所提供的滤波网络(根据您之前的回答、这并不是很重要)是针对这个特定的低噪声稳压器。 如果我使用其他一些稳压器、则提供的滤波将不够/不合适。 我在这一假设中是正确的吗?

     

    此致、

    Binayak

     

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    Binayak、您好!

    是的、您可以使用 EVM 中建议的相同 LDO。  

    在我们的 EVM 中、我们有大量冗余电阻器和电容器、因为我们使用它来获取数据表中的数据。  

    在实际用例中、您不需要遵循与 EVM 完全相同的方式。  

    在这种情况下、如果您的电源具有50mV 噪声、我们建议在转到 LMX2581之前使用 LDO 来调节电源。 在每个 Vcc 电源引脚上、您只需要一个100pF 去耦电容器。 VccBuf 引脚上的铁氧体磁珠有助于提高 FPD 毛刺位、这是可选的。  

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    您好!

    感谢 Dean 和 Noel 的帮助。

     

    此致、

    Binayak

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    尊敬的 Dean:

    作为后续操作、您已经说过某些电源轨具有大约50uV 的纹波噪声容限。

    您能告诉我 VccCP、VccPLL、VccBUF、VccVCO、VccDIG、 VccFRAC 和用于上拉的 Vcc 需要如此严格的容差?

    我将相应地设计我的 PDN。

     

    谢谢、

    Binayak   

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    Binayak

    50uV 是一个镇流器估算值。  真正推动这一发展的是您可以在输出端承受的杂散。  这取决于噪声的开关频率、噪声振幅和 该器件的电源推动。  

    我想您所需要的是有关 LMX2581电源噪声要求的某种特性报告。  遗憾的是、我们没有引脚对电源噪声的单独敏感性的相关数据。  我可以说:

    数据表中的第10.1节

    这给出了引脚的典型电流消耗。  这很有用、因此您可以在每个引脚上添加单独的去耦电阻器。

    2. LMX2541电源推送编号

    我知道 LMX2541是一个不同的器件、但它是由同一个设计团队完成的、我们对此电路板进行了一些特性鉴定。  对于该器件、我们实际上付出了很多努力、发现电源推动的频率大约为600kHz/V    根据该数字、您可以准确计算 电源噪声对频谱的影响。  我没有 LMX2581数据、但我要说、600kHz/V 是可以假设的、至少对于除输出上拉电阻外的所有情况而言都是合理的。

    3.电源噪声文章

    我在下面的文章中介绍了如何使用电源推动数来计算杂散。  不同的电源会产生不同的影响。  例如、电荷泵电源将由环路滤波器进行滤波、而 VCO 电源将调制 VCO。  以下是链接 (https://www.planetanalogue.com/signal-chain-basics-71-how-supply-noise-impacts-clocking-devices/?site=planetanalogue)

    4.电源稳压器建议

    板上有 TP6214的封装。  我知道我们用这个进行了简要测试、看起来工作正常、因此请考虑使用这个来滤除电源噪声。  我们不组装此组件、但您可以将其添加到 EVM 上。

    此致、

    Dean

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    尊敬的 Dean:

    非常感谢您提供如此宝贵的见解。 我将介绍您刚才提到的文章。

    你在头上钉了指甲。 我在寻找 LMX2581的电源噪声要求报告。  

    我知道、在 LMX2581中的电压轨中、只有特定的电压轨对纹波非常敏感(裕度为 UV)。 其他电源轨将能够承受更高的纹波裕度。

    如果我知道哪些电源轨是超敏感的、那么我可以单独为它们设计电源滤波器。

     

    谢谢、此致、

    Binayak。