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7-2020

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Stromversorgung Bild 8:

Stromversorgung Bild 8: LTM8053 (Silent Switcher) mit LTM8053 und EMV-Messergebnis Wirkungsgrad zu erreichen, verursachen aber Störungen. Ein rauscharmer LDO-Nachregler ist relativ ineffizient, kann aber einen Großteil des vom Schaltregler erzeugten leitungsgeführten Rauschens unterdrücken. Die Effizienz wird durch die Minimierung der Abwärtsrate des LDO-Nachreglers verbessert. Diese Kombination sorgt für eine rauscharme Versorgung, sodass der ADC auf höchstem Leistungsniveau arbeitet. Das Problem ist das komplexe Layout der zahlreichen Regler. Auch können LDO-Nachregler bei höheren Lasten thermisch problematisch werden. In dem in Bild 9 dargestellten Design sind mehrere Kompromisse zu erkennen. Hier sind geringe Störungen die Priorität, weshalb Effizienz und Platzbedarf darunter leiden. Oder, vielleicht auch nicht. Die neueste Generation der Silent Switcher µModule kombiniert rauscharmes Design der Schaltregler mit dem µModule-Gehäuse – eine bisher unerreichte Kombination aus einfachem Design, hohem Wirkungsgrad, kompakter Größe und geringen EMI- Störungen. Diese Regler minimieren den Platzbedarf auf der Platine, ermöglichen aber auch die Skalierbarkeit – mehrere Spannungs-Rails können aus einem µModul-Regler gespeist werden, was weitere Flächenund Zeiteinsparungen ermöglicht. Bild 10 zeigt eine alternative Spannungserzeugung mit dem LTM8065 Silent Switcher µModule zur Versorgung des ADCs. Die ADC-Performance unter Verwendung der Stromversorgungs-Designs in Bild 9 und 10 Bild 9: Typisches Stromversorgungs-Design für die Versorgung eines AD9625 (ADC) 18 hf-praxis 7/2020

Stromversorgung Bild 10: Platz sparende Lösung zur Versorgung des AD9625 mit Silent-Switcher-µModule-Regler wurde getestet und verglichen [1]. Drei Konfigurationen wurden getestet: • Standardkonfiguration mit einem Schaltregler und einem LDO-Regler zur Versorgung des ADCs • Einsatz des LTM8065 zur direkten Stromversorgung des ADCs ohne weitere Filterung Vorteile der Silent Switcher µModule • weniger Entwicklungszeit für das PCB-Layout (es ist nicht notwendig, die Platine nachzuarbeiten, um Rauschprobleme zu beheben) • keine zusätzlichen EMV-Filter erforderlich (Einsparung bei Komponentenkosten und Platinenplatz) • reduzierter Bedarf an einem Stromversorgungsexperten zur Fehlersuche beim Rauschen der Stromversorgung • hoher Wirkungsgrad über großen Betriebsfrequenzbereich • kann die Notwendigkeit eines LDO-Nachreglers bei der Stromversorgung von rauschempfindlichen Geräten überflüssig machen • verkürzter Entwicklungszyklus • hohe Effizienz bei minimalem Platzbedarf • gutes thermisches Verhalten • Einsatz des LTM8065 mit zusätzlichem Ausgangs-LC- Filter Gemessene SFDR- und SNRFS- Ergebnisse zeigen, dass der LTM8065 verwendet werden kann, um den ADC direkt zu versorgen, ohne dessen Performance zu beeinträchtigen. Der Hauptvorteil dieser Implementierung ist eine deutliche Reduzierung der Anzahl der Komponenten, was zu einer höheren Effizienz, einer wesentlich einfacheren Produktion und einer geringeren Platinenfläche führt. Zusammenfassung Schlussendlich lässt sich sagen, dass es angesichts des Trends zum System-Level-Design mit immer engeren Spezifikationen wichtig ist, nach Möglichkeit modulare Stromversorgungs- Designs zu verwenden, insbesondere wenn es hier wenig Fachwissen gibt. Da viele Marktsegmente erfordern, dass das Systemdesign die neuesten EMI- Spezifikationen erfüllen, ist die Silent-Switcher-Technologie auf kleinem Platz integriert, und der einfache Einsatz eines µModule- Reglers kann die Markteinführungszeit drastisch verbessern und gleichzeitig Platz auf der Platine sparen. Referenz [1] Aldrick Limjoco, Patrick Pasaquian und Jefferson Eco: “Silent Switcher µModule Regulators Quietly Power GSPS Sampling ADCs in Half the Space”, Analog Devices, Inc., October 2018 ◄ hf-praxis 7/2020 19

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