该器件有三个电源电压并且需要七个电源域,才能实现表 8-4 中所示的数据表性能。
表 8-4 推荐的电源域
电压 |
电源域 |
器件电源 |
+1.8V |
VDDA |
VDDA18A、VDDA18B |
VDDIO |
VDDIO |
VDDCSR |
VDDCLK、VDDSYS、VDDR |
+1V |
VDDL |
VDDLA、VDDLB |
VDDCLK |
VDDCLK10 |
DVDD |
VDDDIG、VDDT、VDDDEA 和 VDDDEB |
-1.8V |
VEEx |
VEEAM18、VEEBM18 |
图 8-22 展示了 -SP 级的建议电源,图 8-23 展示了 -SEP 级的建议电源。电源电压必须具有低噪声,并提供所需的电流以实现额定器件性能。首先使用降压高效开关转换器,然后使用 LDO 进行第二级稳压,从而降低开关噪声并提高电压精度。用户还可以参阅 TI WEBENCH® Power Designer,它可用于根据需要选择和设计各个电源元件。推荐的开关稳压器为:
- -SP 等级:
- 对于 VDDLA、VDDLB 和 VDDCCLK10 域,TPS50601A-SP = +2.2V
- 对于 VDDA18A、VDDA18B、VDDIO、VDDSYS18、VDDR18 和 VDDCLK18,TPS50601A-SP = +3V
- 对于 VDDDIG、VDDEA、VDDEB 和 VDDT,TPS50601A-SP = +1V
- 对于 VEEAM18 和 VEEBM18 域,TPS7H4011-SP = -4.2V
- -SEP 等级:
- 对于 VDDLA、VDDLB 和 VDDCCLK10 域,TPS7H4010-SEP = +2.2V
- 对于 VDDA18A、VDDA18B、VDDIO、VDDSYS18、VDDR18 和 VDDCLK18,TPS7H4010-SEP = +3V
- 对于 VDDDIG、VDDEA、VDDEB 和 VDDT,TPS7H4010-SEP = +1V
- 对于 VEEAM18 和 VEEBM18 域,TPS7H4010-SEP = -3.3V
推荐的 LDO 包括:
- -SP 等级
- 对于 +1.8V 和 +1V,TPS7H1111-SP
- 对于 -1.8V,TPS7A4501-SP
- -SEP 等级
- 对于 +1.8V 和 +1V,TPS7H1111-SEP
- 对于 -1.8V,TPS7H1210-SEP
VDDA 电源由 LDO 或低噪声压降线性稳压器调节,输出电压为 +1.8V,并进一步细分为以下子组电源域:
- VDDA:VDDA18A、VDDA18B
- VDDIO
- VDDCSR:VDDCLK18、VDDSYS18、VDDR18
每个器件电源均可连接到单个 LDO,但可通过铁氧体磁珠和/或三端电容器或类似器件进行隔离。
VDDL 电源为 +1V,并进一步细分为 VDDLA 和 VDDLB。每个器件电源均可连接到单个 LDO,但可通过铁氧体磁珠和/或三端电容器或类似器件进行隔离。
VDDCLK10 电源为 +1V,可实现出色相位噪声性能。VDDCLK10 应单独与 LDO 隔离,以防止其他 1.0V 电源耦合到时钟路径中的噪声。
DVDD 电源为 +1V,可直接连接到开关电源。DVDD 包含以下器件电源:VDDDIG10、VDDT、VDDEA 和 VDDEB,它们均可连接在一起。无需使用铁氧体磁珠和/或三端电容器或类似器件进行进一步隔离。
VEEx 电源由单个 LDO 提供 -1.8V 电压,并进一步细分为 VEEAM18 和 VEEBM18,它们通过铁氧体磁珠和/或三端电容器或类似器件进行隔离。
强烈建议遵循以下重要的电源设计注意事项:
- 当所有电源轨和总线电压进入系统板时,将其解耦。进一步在每个电源域的 DAC 自身或其附近进行额外去耦。通常,每个电源引脚一个去耦电容器就足够了,除非在数据表或 EVM 组件中有所规定。
- 请记住,每个附加的滤波级可实现大概 20dB/十倍频程的噪声抑制。
- 对高频和低频进行解耦,可能需要多个电容值。
- 串联铁氧体磁珠和馈通电容器通常用于电源普通接入点,可用于额外的电源域隔离。应该对系统板上的每个单独电源电压实施上述措施,无论是来自 LDO 还是开关稳压器。
- 为了增加电容,请使用紧密堆叠的电源和接地层对(≤4mil 间距),这增加了 PCB 设计固有的高频 (>500MHz) 解耦。
- 应尽可能使电源远离敏感的模拟电路,如 DAC 的前端射频级、高速时钟和数字电路。
- 使需要更高电流的电源域靠近堆叠顶部或具有电源正常入口点的层。这样可以更大限度地减小整体环路电感。
- 电源平面上的任何开放或无效区域,请填充接地以提供额外的隔离和屏蔽。
- 在所有相邻电源平面和/或接地平面填充之间保持 20mil 至 25mil 的间隙。这有助于消除同一层内相邻电源域和/或接地之间的所有间隙耦合。
- 一些开关稳压器电路/组件可能位于 PCB 的另一侧以增加隔离效果。
- 遵循 IC 制造建议;如果应用手册或数据表中没有直接提供建议,可以研究评估板。这些都是很好的学习工具。上述几点可帮助提供可靠的电源设计,从而在许多应用中实现数据表中指明的性能。
每个应用在电源电压上具有不同的噪声容差,因此请阅读以下两个应用手册以获取更多信息,更好地理解如何进行协调:
另请参阅图 8-31 至图 8-34,其中说明了单电源布局和堆叠方法。