전력 아키텍처에서 잡음 및 정밀도 정의

전원 공급 잡음은 무작위이며 모든 반도체 전원 장치 및 전력 토폴로지에서 발생합니다. 이 백서의 초점은 100kHz 미만 신호입니다. 이 신호의 경우 스위칭 리플 또는 전자기 간섭(EMI) 때문인 경우가 많습니다. 또한 그림 4와 같이 요구 사항과 설계 과제가 다른 저주파 잡음(0.1Hz~10Hz)와 고주파 잡음(100Hz~100kHz)으로 잡음을 더 세분화할 수도 있습니다.

그림 4 잡음-주파수 스펙트럼.

저주파 잡음은 0.1Hz와 10Hz 사이의 피크-대-피크 잡음으로 지정되는 경우가 많으며, 이는 실리콘 속성과 설계 아키텍처의 조합을 통해 반도체 장치가 자연적으로 생성하는 것입니다. 이 저주파 잡음은 그림 5에서 보다시피 고해상도에서 전압 레일을 확대할 때 오실로스코프에서 볼 수 있으며, 정밀 DC 측정 오류의 원인인 경우가 많습니다. 저주파 잡음이 중요한 사양인 ADC 애플리케이션에는 배터리 측정, 에너지 계량, 지진 측정 및 반도체 테스트 측정이 포함됩니다.

그림 5 오실로스코프의 저주파 잡음.

그 대안은 100Hz~100kHz 대역에 있는 고주파 잡음이며, 그림 6에서 볼 수 있듯이 백색 잡음, 스위칭 잡음, 클록 지터를 포함할 수 있습니다. 고주파 잡음 소스는 EMI의 커플링을 통해 환경으로부터 발생할 수도 있습니다. 예를 들어, 잡음이 심한 전원 공급 장치로 인해 ADC에 오류가 발생할 수 있습니다. 동일한 잡음이 많은 전원 공급 장치의 EMI는 클록 지터를 증가시킬 수 있으며, 그렇지 않으면 신호 대 잡음 성능을 저하시킬 수 있습니다.

지터에 더 취약해지는 디지털 회로에서 클록 주파수 상승으로 인한 고주파 잡음을 낮추는 것이 점점 중요해지고 있습니다. 고주파 잡음이 중요한 사양인 ADC 애플리케이션에는 전력선 품질 모니터, 디지털 신호 처리 애플리케이션 및 무선 주파수(RF) 통신 장비가 포함됩니다.

그림 6 벅 레귤레이터 스위칭 잡음.