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信号链的电源管理选择——保持设计所需的所有精度

信号链精度是转换器性能的关键考核指标，毋庸置疑，电路设计中电源质量对精度的影响起到举足轻重的作用。一般而言，电源质量以噪声大小进行衡量，而电源拓扑及其架构又与电源噪声密不可分。本文将各种电源构架及其特点做详细阐述，同时从实际案例需求出发，解析电源选择的适配性。

电源噪声会影响信号链的处理增益，而处理增益本质上意味着以转换器支持的精度从不相关的噪声中提取尽可能多的有用信息，实际上处理过程中获得的信息永远不会比使用原始样本数据获得的信息多，这也是有效位数的概念。总而言之，精度、采样率、有效位数、有效带宽几者之间有不可分割的关系。

如图1所示，假设选择24位5MSPS SAR转换器，希望查看1MHz左右的信号，对此进行分析：24位的动态范围是144dB，频谱分析仪图中得到仪器本底噪声约为133dB，可以实现大约22位精度。若使用单电感多输出或SIMO转换器，输出纹波约为115dB，或大约19位，根据电源抑制比将获得19至22位的有效位数。若4倍耐奎斯特频率才能换回1bit，如果有无限PSRR，使用16倍过采样以换回2bits的话，目标带宽将被限制为312kHz，无PSRR的话将需要80倍过采样，那么有效带宽约为62.5kHz，而我们的目标带宽是1MHz。由此可见，电源质量对于信号链精度和带宽真的很重要。