德州儀器推搭配鐵氧體磁珠濾波器補償的低雜訊降壓轉換器

德州儀器（TI）近日推出搭配鐵氧體磁珠濾波器補償的全新低雜訊DC/DC開關穩壓器系列。TPS62912與TPS62913在頻率爲100 Hz至100 kHz時可提供20μVRMS的低雜訊，以及10μVRMS的超低輸出電壓漣波，讓工程師能從設計中移除一個或多個低壓差穩壓器（LDO），降低高達76％的功率損耗，並節省36％的電路板面積。

在高精度測試與量測、醫學、航太、國防與無線基礎設施等多元應用領域，電源供應器的雜訊是設計上的一大挑戰。傳統的低雜訊電源架構包含DC/DC轉換器、TPS7A52、TPS7A53或TPS7A54類型的低雜訊LDO，以及鐵氧體磁珠等晶片外濾波器。在多數系統中，鐵氧體磁珠一直是用以抑制高頻雜訊的有效濾波器，而TPS62912與TPS62913透過鐵氧體磁珠的補償濾波作用，能減少約30 dB的電源輸出電壓漣波，簡化電源供應設計。

爲了保存訊號準確度與完整性，高精度系統要求低雜訊、低漣波的電源軌，而TPS62912與TPS62913可滿足兩種性能要求，在頻率高達100kHz時的電源抑制比爲65 dB。此外，此一降壓轉換器系列的輸出電壓誤差少於1％，有助保持高規格輸出電壓精度。兩款轉換器都可支援展頻頻率調變，能進一步降低射頻突波，並與外部時脈同步，協助工程師輕鬆達到訊號雜訊比（SNR）與無雜散動態範圍（SFDR）的標準，這兩項指標在醫學影像及雷達應用尤其重要。

工程師在設計敏感型類比電路的電源供應時，經常得在降低雜訊與犧牲效率之間做取捨。只使用開關穩壓器會導致太多開關雜訊，在穩壓器後端加上LDO抑制雜訊時，卻又造成額外的功率耗損，這種現象在大電流時更爲明顯。TPS62912與TPS62913的最高效率達97％，工程師不必使用LDO，也能達到雜訊濾除的目的，且能減少高達76％的功率損耗，使用類比前端（AFE）時，功耗爲1.8W；使用如ADC12DJ5200RF的寬頻類比轉數位轉換器（ADC）時，功耗爲1.5W。與傳統低雜訊電源架構相比，兩款轉換器的效率提升幅度分別爲20％與15％。

工程師如果在設計時採用TPS62912或TPS62913，每LDO可節省約20mm2的印刷電路板（PCB）面積，不只省去線性穩壓器，也減少相關被動元件的使用。一般而言，採用單一LDO的設計可節省36％的PCB面積。此外，由於降壓轉換器搭配鐵氧體磁珠補償，工程師能減少使用的DC/DC元件總數，在設計中移除兩個電容及兩個電阻，進而降低整體系統成本、縮短設計時間。