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为任何数据转换器提供供电，例如模数转换器（ADC）或数模转换器（DAC），需要干净，低噪声电源。传统上，工程师使用低压丢失（LDO）线性稳压器，因为该拓扑在电源电压上没有引入开关噪声。然而，由于它们的线性操作，LDO是最不高效的电源类型。
为了克服这一点，工程师在LDO之前添加了DC-DC降压（降压）转换器，以提高转换效率。该架构增加了额外的半导体器件和无源元件，并增加了总电源成本。
虽然比LDO更嘈杂，但许多现代DC-DC转换器确实具有低足够低的噪声，以降低数据转换器的性能。仅DC-DC转换器设计不使用任何LDO，显示为12位ADC，而不会丢失任何性能。本文将其噪声性能，效率，功率损耗和对其他两个电源架构的成本进行了比较。
为ADS5407推送
德州仪器'ADS5407.是12位ADC用于测试和测量和数据采集等应用。1它需要3.3V模拟电源，电流为239 mA，以及1.8V电源，模拟，数字和时钟域的电流为418 mA。许多工业系统中典型的输入电压为5V。这三个电压允许LDO，降压DC-DC转换器或两者用于为此ADC供电。
线性调节器方法
需要两个LDO将5 V输入电压转换为3.3和1.8 V电压。任何LDO的简化效率是v出去/ V.在。任何LDO中的简化功率损耗都是LDO乘以电流的电压。因此，3.3V LDO的效率为406兆瓦的功率损耗，1.8-V LDO的效率为36％，功率损耗为1.34W。总体而言，实现了47％的效率，总损失1.746W。
LDO为ADC提供可接受的噪声性能，并用作基线情况进行比较。LDOS通常是12位数据转换器的最低成本解决方案，由于低电平设备成本低，以及无源元件的低数量和成本。更高分辨率的数据转换器通常需要更高的性能LDO，它们更昂贵。
低效率水平限制了电池供电设备的运行时间，而总功率损耗在具有较高的环境温度或更小的尺寸的设备中会产生热挑战。然而，低成本使得不涉及效率或温度升高的低端应用，以及不利用ADC的完整功能的应用（因此具有较低的功耗）。
线性调节器+降压DC-DC方法
增加了降压DC-DC转换器以提高效率，而LDOS将放置在它们之后以滤除产生的开关噪声。通常，在LDO的输入下需要0.5V上方的输出电压以提供足够的噪声抑制。因此，每个LDO两端的电压为0.5V。可以使用较少的余量，但是ADC的噪声性能可能不足。假设3.8-V DC-DC的2.3-V DC-DC和90％效率的效率为85％，效率为72％，功率损耗为599 MW。
由于在具有足够电压余量的DC-DC转换器之后使用LDO，因此噪声性能与LDO壳体相同。这种架构是最昂贵的，因为它需要最多的电源设备和相关的无源组件。增加的成本为便携式设备提供了具有可管理功率损耗的便携式设备的体面效率。
降压DC-DC方法
最有效的解决方案是使用DC-DC转换器和没有LDO。使用相同的85％效率估计为1.8V轨和3.3V轨道的90％效率，总效率为88％。这对应于仅220 MW的功率损耗。
现代化的低噪声DC-DC转换器可以电源电源转换器，不会降低性能。2这需要特定的测试，这增加了最小的开发时间。图1和2显示两个LDO架构，仅限LDOS和LDOS Plus DC-DC的信噪比（SNR）和无虚拟动态范围（SFDR）测试结果，以及DC-DC架构。测试了三种不同的输入信号频率，以验证各种ADS5407操作。
测量结果的最小差异表明，测试的DC-DC转换器，TPS62231和TPS62237.，不要降低ADC的表现。在这些测试中，电源，铁氧体珠子和去耦电容之后的电路对每个配置保持不变。这部分测试设置是控制变量，以便评估更改单个变量 - 电源类型。
图3和4比较三种不同架构的效率和功率损耗。仅使用DC-DCS将功率损耗降低超过85％。这大大降低了最终设备中的热挑战，否则可能需要昂贵的散热器等。
由于通常更高的设备成本和所需的额外的无源，使用Just DC-DC转换器有时比使用仅限LDO更昂贵。这取决于特定数据转换器所需的精确LDO和DC-DC。
然而，较高的效率和相应的较低功率损耗可能节省成本在其他领域。例如，DC-DC转换器通常不需要散热器，并且由于其降低的功耗而允许由于其降低而使用较低功率 - 并且因此使用的低成本-5V输入电源。
结论
这桌子显示了三种电源架构的噪声性能，效率，功率损耗和成本的比较。当某些基本测试是可能的时，DC-DC架构显示除了需要绝对最低成本的那些设计中，否则最佳整体性能。
参考：
1.产品文件夹：ADS5407.那TPS62231那TPS62237.
2. TI设计：http://www.ti.com/tool/pmp9767.
