Оптимизация систем питания сигнальной цепи. Часть 1

Патрик Эррги Пасакиан (Patrick Errgy Pasaquian) Пабло Перес (Pablo Perez)


Какой уровень шума источника питания является допустимым?

Возрастающий объем данных, собираемых, передаваемых и хранимых в различных средах — от телекоммуникационных систем до аппаратуры промышленной электроники — привел к повышению производительности устройств обработки аналоговых сигналов, в частности к увеличению скорости выборки в высокоскоростных АЦП, которая на данный момент достигает единиц миллиардов выборок в секунду. Поскольку темпы инноваций никогда не замедляются, следующее поколение электронных решений потребует дальнейшего уменьшения размеров компонентов, повышения энергоэффективности и снижения шумов.

Введение

Исходя из предположения, что шум, генерируемый в различных сигнальных цепях (аналоговых, цифровых, последовательной передачи цифровых данных и цифровых линий ввода/вывода), следует минимизировать для достижения оптимальных динамических характеристик, специалисты в области разработки электронных схем и конструирования печатных плат прибегают к традиционным способам борьбы с шумами. Однако, стремясь как можно значительнее уменьшить шумы в системе, инженеры сталкиваются с явлением, которое в экономической теории называется эффектом «убывающей отдачи», когда эффект незначителен по сравнению с затратами на то или иное решение. Как разработчик определяет, допустимый уровень шума от его
источника (или источников)? Хорошим вариантом исходной задачи представляется количественная оценка чувствительности устройств, чтобы спектральное распределение шума, генерируемого источником питания, было согласовано с областью сигналов питаемой цепи. 
Как известно, знание — сила, и такая информация значительно поможет в проектировании, а точнее поможет избежать выполнения ненужных работ и тем самым сократить время проектирования. В данной статье рассказывается, как количественно оценить чувствительность нагрузок к шуму источника питания в цепи обработки сигналов и как рассчитать максимально допустимый шум источника питания. Также будут рассмотрены установки для измерения соответствующих параметров. В заключение коснемся некоторых стратегий по обеспечению соответствия чувствительности в области питания с реальными требованиями к шуму источника питания.