为什么建议 GSPS 电源使用的 PDN

本文通过讨论了线性和开关电源的不同之处，并表明 GSPS ADC 与 DC-DC 转换器搭配使用可大幅改善系统能效，且不会影 响 ADC 性能。本文通过输电网络组合探讨 GSPS ADC 性能，并 对成本和性能进行了对比分析。

高带宽、高采样速率 ADC(或 GSPS ADC)可以具有多个电源 域(比如 AVDD 或 DVDD)。随着尺寸的缩小，不仅电源域的 数量增加，为 ADC 供电所需的不同电压数量也有所增加。例如，AD9250,1 是一款 14 位、170 MSPS/250 MSPS、JESD204B 双通道 模数转换器，采用 180 nm CMOS 工艺制造，具有 3 个域：AVDD、 DVDD 和 DRVDD。然而，所有 3 个域都具有相同的电压：1.8 V。

现在，来看一下 AD9680,2 ：一款 14 位、1.25 GSPS/1 GSPS/820 MSPS/500 MSPS JESD204B 双通道模数转换器，采用 65 nm CMOS 工艺制造。这款 GSPS ADC 具有 7 个不同的域(AVDD1、 AVDD1_SR、AVDD2、AVDD3、DVDD、DRVDD 和 SPIVDD)， 以及 3 个不同的电压：1.25 V、2.5 V 和 3.3 V。

ADP23843 和 ADP21644DC-DC 转换器用于使电压下降到可控水 平，以便 LDO 能够在不进入热关断的情况下进行稳压操作。这 些电源域和各种电压的日益普及是在这些采样速率下工作所必 需的。它们可以确保各种电路域(比如采样、时钟、数字和串行 器)之间具有正确的隔离，同时使性能最优。正是因为这个原因， ADC 制造商才设计了评估板，并推荐详细的电源设计方案，确保 最大程度降低风险，使性能最大化。例如，图 1 显示了 AD9680 评估板使用的默认 PDN 的功能框图。根据 Vita57.1 规格，电源输 入来自 FMC(FPGA 夹层卡)连接器供应的 12 V/1 A 和 3.3 V/3 A 电源。

用于 AD9680 评估板的默认 PDN

显而易见，这是一种昂贵的解决方案，有 7 个 LDO 稳压器，每 个域一个。这款 PDN 也许是性能最优的，但肯定不是最具性价 比或运行成本效率最高的。系统设计人员认为部署含有多个 ADC 的系统非常有难度。例如，相控阵雷达方案包含成百个 AD9680，全都以同步方式工作。要求系统设计人员为上百个 ADC 的每一个电压域都分配一个 LDO 稳压器是不合理的。