LDO 1,8 В төмен шу реттегіші 

Неліктен 1,8 В LDO төмен шу реттегіші заманауи РЖ жүйелері үшін өте маңызды?

Жоғары жиілікті модульдерді жобалау тәжірибемізде біз қымбат радиожиілік жолы істен шыққан немесе күшейткіш тізбегіндегі қателерге байланысты емес, сапасыз қуат көзіне байланысты өнімділіктің төмендеуін көрсететін жағдайды бірнеше рет кездестірдік. Негізгі кінәлі жиі дұрыс таңдалмаған желілік кернеу реттегіші болды. 2,4 ГГц-тен жоғары жиіліктерде жұмыс істейтін жүйелер үшін қоректендіру кернеуінің тазалығы жай ғана қажетті параметр емес, сонымен қатар қатаң сипаттама талабы болып табылады. Дәл осы жердеLDO 1,8 В төмен шу реттегішісәулет өнерінің негізгі элементі ретінде әрекет етеді.

Сызықтық реттегіштер (LDO) электромагниттік кедергілерді азайту қажет болатын жалғыз шешім болып қала береді. Коммутация процесіне байланысты елеулі толқындар мен жоғары жиілікті шуды тудыратын коммутациялық режимдегі DC-DC түрлендіргіштерінен айырмашылығы, LDOs «таза» тұрақты ток кернеуін қамтамасыз етеді. Дегенмен, барлық LDO бірдей жасалмаған. 10 Гц-тен 100 кГц-ке дейінгі жиілік диапазонында микровольтпен (μVrms) өлшенетін шығыс шуының кернеуі сезімтал аналогтық тізбектерді, ADC/DAC және PLL синтезаторларын қуаттандыру үшін чиптің жарамдылығын анықтайды.

1,8 В кернеуі қазіргі FPGA, микроконтроллерлер және DDR3/DDR4 интерфейс логикасы үшін іс жүзінде стандарт болып табылады. Осы кернеу деңгейінде реттегішті таңдаудағы қате деректерді өңдеу жолында сағаттық дірілге және сигнал-шуыл қатынасының (SNR) төмендеуіне әкеледі. Біз стандартты LDO-ны мамандандырылған төмен шулы опциямен ауыстыру қабылдағыштың сезімталдығын 3-5 дБ жақсартатын жобаларды көрдік, бұл қалалық ортада тұрақты байланыс пен пакеттің жоғалуы арасындағы айырмашылықты білдіреді.

Егер сіз жаңа өнім үшін құрамдас бөлікті таңдасаңыз, өндірушінің деректер парағындағы шу спектрін талдаудан бастаңыз. Тек максималды жүктеме токына қарамаңыз. Шудың спектрлік тығыздығының (PSD) және біріктірілген шудың графиктерін іздеңіз. Бұл сенімді құрылғыны құрудың алғашқы қадамы.

1,8 В LDO таңдау кезінде негізгі техникалық параметрлер

Компоненттерді таңдау әрқашан құн, өлшем және өнімділік арасындағы келіссөз болып табылады. Дегенмен, сұрау пайда болатын тапсырмалар үшінLDO 1,8 В төмен шу реттегіші, басымдықтар электрлік өнімділікке ауысуда. Нақты жұмыс жағдайында жүйеңіздің өнімділігіне тікелей әсер ететін параметрлерді қарастырайық.

Кіріс кернеуінің толқынды қабылдамау коэффициенті (PSRR)

PSRR (қуат көзін қабылдамау коэффициенті) тұрақтандырғыштың кірістегі шуды қаншалықты тиімді түрде өшіретінін көрсетеді. Егер LDO тұрақты ток түрлендіргішінен немесе сандық жүктемелерден шыққан шумен ластанған автобустан қуат алса, жоғары PSRR маңызды болып табылады. 1 кГц-тен төмен жиіліктер үшін жақсы LDO 60-70 дБ бас тартуды қамтамасыз етеді. Бірақ мәселе жоғары жиіліктерде (100 кГц - 1 МГц) туындайды, мұнда көптеген стандартты реттегіштердің PSRR 20-30 дБ дейін төмендейді.

Жоғары шуы төмен LDO құрылғылары тіпті 100 кГц-тен жоғары жиіліктерде де PSRR 40-50 дБ деңгейінде ұстап тұру үшін нөлдік дрейфтік архитектураны және арнайы ішкі сүзгілерді пайдаланады. Бұл схеманың аналогтық және цифрлық бөліктерін күрделі экрандаусыз бір тақтаға орналастыруға мүмкіндік береді. Таңдау кезінде PSRR жиілігінің графигін тексеріңіз. Өндіруші тек бір санды (мысалы, «60 дБ») ұсынса, бұл мән жаңылыстыруы мүмкін төмен жиіліктер үшін ғана жарамды.

Шығу шуы

Бұл құрылғы класын анықтайтын негізгі параметр. Стандартты LDOs 50-100 мкВрм шу шығарады. РЖ қолданбалары үшін ұсынылатын төмен шулы нұсқалар 1-10 мкВрм диапазонында мәндерді көрсетеді. Қағазда 10 есе айырмашылық шамалы болып көрінуі мүмкін, бірақ осциллограммада электр желісінде «қардың» толық болмауы сияқты көрінеді.

Шу өлшенетін жиілік диапазонына назар аудару керек. IEEE стандарты шуды 10 Гц - 100 кГц диапазонында көрсетуді талап етеді. Кейбір өндірушілер жасанды төмен сандарды ала отырып, 10 Гц - 10 Гц тар жолағында шуды алдайды және көрсетеді. Әрқашан толық ақпаратты сұраңыз. FPGA өзектерін жоғары жылдамдықты трансиверлермен қуаттандыру үшін біз 5 мкВрмс аспайтын мақсатты ұсынамыз.

Жүктеме мен желі үшін тұрақтандыру коэффициенті (Жүктеме/Желілік реттеу)

Жүктеме тогын (Жүктемені реттеу) және кіріс кернеуін (Line Regulation) өзгерту кезінде шығыс кернеуінің тұрақтылығы қоректендірудің дәлдігін анықтайды. 1,8 В кернеуі үшін төзімділік әдетте ±3% немесе ±5% болады. Жақсы LDO токты нөлден максимумға ауыстырған кезде 0,1% артық емес ауытқуды қамтамасыз етуі керек. Бұл әсіресе өңдеу жүктемесіне (өтпелі кезең) байланысты ағымдағы тұтынуды күрт өзгертетін процессорлар үшін өте маңызды.

Өтпелі процестерге нашар жауап кернеудің төмендеуіне әкеледі, бұл микроконтроллерді қалпына келтіруді немесе логикалық қатені тудыруы мүмкін. Жүктемедегі қадамдық өзгерістерге жауап беру үшін жабдықтарымызды сынаймыз. Жылдам өтпелі процестерге төтеп бере алмайтын компоненттер кіріс тексеру сатысында қабылданбайды.

Тыныш ток (Iq)

Батареямен жұмыс істейтін портативті құрылғылар үшін LDO тыныштық тогы батареяның қызмет ету мерзіміне тікелей әсер етеді. Дәстүрлі түрде төмен шулы LDO күрделі ішкі қателік күшейту құрылымына байланысты көбірек ток тұтынады. Заманауи технологиялар жоғары өнімділік режимдерінде де Iq мәнін 10-20 мкА дейін төмендетуге мүмкіндік береді. Құрылғыңыз көбінесе ұйқы режимінде болса, өшіру кезінде қосу пинінің және ағып кету тогының болуына назар аударыңыз.

Қуат бюджетіңізді бағалаңыз. Жүйе электр желісінен қуат алса, жақсы шу үшін тыныш токты құрбан етуге болады. Батареяда болса, балансты іздеңіз. «Қуат тұтыну» бөлімі үшін деректер кестесін тексеріңіз.

Салыстырмалы талдау: стандартты LDO және төмен шу шешімдері

Инженерлер жиі сұрақ қояды: мамандандырылған төмен шулы микросұлбалар үшін артық төлеу керек пе? Бұл сұраққа объективті жауап беру үшін біз әдеттегі жалпы мақсаттағы өнеркәсіптік LDO және 500 мА дейінгі жүктеме тогы бар 1,8 В мамандандырылған RF-LDO салыстырдық. Деректер зертханалық сынақтарымызға және жетекші өндірушілердің техникалық сипаттамаларына негізделген.

Кесте негізгі айырмашылық статикалық параметрлерде емес, динамикалық мінез-құлық пен спектрдің тазалығында екенін көрсетеді. Жергілікті осцилляторды қуаттандыру үшін стандартты LDO пайдалану сигнал спектрінде паразиттік бүйірлік лобтардың пайда болуына әкелуі мүмкін, бұл байланыс реттегіштерінің талаптарын бұзады (мысалы, ГОСТ немесе ETSI). Мұндай жағдайларда құрамдас бөлікті үнемдеу өнімді сертификаттаудан бас тартуға әкеледі.

Тек сезімтал емес сандық түйіндер үшін стандартты LDO пайдалануды ұсынамыз. Барлық аналогтық және радиожиілік тізбектер үшін төмен шуды тұрақтандырғыштарды пайдалану міндетті дизайн стандарты болып табылады. Бұл көп жылдық тәжірибеде дәлелденген ереже.

Типтік дизайн қателері және оларды жою жолдары

Тіпті ең жақсысыLDO 1,8 В төмен шу реттегішіПХД-де дұрыс қолданбаса, дұрыс жұмыс істемейді. Консалтингтік тәжірибемізде біз ПХД бағыттау кезеңінде жіберілген қателерді үнемі түзетеміз. Міне, олардың ең сынилары.

1-қате: шығыс конденсаторын дұрыс таңдамау

Көптеген дизайнерлер конденсаторды тек сыйымдылыққа негізделген, оның түрі мен эквивалентті сериялық кедергісін (ESR) елемей таңдайды. LDO кері байланыс контурының тұрақтылығы шығыс конденсаторының ESR-ге тікелей байланысты. ESR тым төмен конденсаторларды пайдалану (мысалы, кейбір MLCC түрлері) реттегіш шығысында тербеліс тудыруы мүмкін. Екінші жағынан, тым жоғары ESR өтпелі реакцияны нашарлатады.

Шешімі:Конденсаторды таңдау бойынша чип өндірушісінің ұсыныстарын қатаң орындаңыз. Әдетте X7R немесе X5R маркалы керамикалық конденсаторлар қажет. Y5V/Z5U кластарынан аулақ болыңыз, өйткені олардың сыйымдылығы температура мен қолданылатын кернеуге өте тәуелді. 1,8 В кернеуінде конденсатордың тиімді сыйымдылығын тексеруді ұмытпаңыз - ол номиналдыдан 30-50% төмен болуы мүмкін.

2-қате: Жылулық жағдайларды елемеу

LDO артық қуатты жылу ретінде таратады. Қуат шығыны мына формула бойынша есептеледі: P = (Vin – Vout) * Iload. Егер сіз 5 В енгізіп, 500 мА кезінде 1,8 В шығарсаңыз, онда қуат шығыны (5 – 1,8) * 0,5 = 1,6 Вт болады. SOT-223 немесе тіпті DPAK корпусы үшін бұл термиялық қорғаныстың қызып кетуіне және өшірілуіне әкелетін ауыр термиялық жүктеме.

Шешімі:Кіріс және шығыс кернеуі арасындағы айырмашылықты мүмкіндігінше азайтыңыз. Мүмкін болса, кернеуді 2,2-2,5 В дейін төмендету үшін алдын ала тұрақты тұрақты ток түрлендіргішті пайдаланыңыз, содан кейін соңғы тазалау үшін LDO пайдаланыңыз. Бұл жүйенің жалпы тиімділігін арттырады және жылу өндіруді азайтады. Жылу шығынын маржамен есептеңіз.

3-қате: нашар жерге қосу

Схеманың сандық бөліктерінен шу аналогтық бөлікке жалпы жер шинасы арқылы енуі мүмкін. Егер LDO жері жоғары қуатты драйверлердің немесе қозғалтқыштардың жерге бір нүктеде ток ағынының жолдарын есепке алмай қосылса, микросұлбаның GND істікшесіндегі кернеу «жүзеді». Бұл 1,8 В шығыс кернеуіне тікелей қосылады.

Шешімі:LDO чипінің астындағы бір нүктеде қосылымы бар жұлдызды жерді немесе бөлек аналогты және цифрлық жерге қосыңыз. Кіріс және шығыс сүзгілерінің конденсаторлары микросұлбаның түйреуіштеріндегі ең қысқа жолдар арқылы жерге қосылуы керек. Ағымдағы ілмектердің ауданын азайтыңыз.

Өнеркәсіптегі және телекоммуникациядағы қолданбалар

Сапалы компоненттерге сұраныс электрониканың күрделенуімен бірге өсуде. Дұрыс таңдау жасаудың маңыздылығын көрсететін жеткізу тәжірибесінен екі нақты жағдайды қарастырайық.

1-жағдай: Мұнай және газ өнеркәсібіне арналған өнеркәсіптік IoT сенсоры.
Клиент сорғы жиілігін түрлендіргіштерден күшті электромагниттік кедергілер жағдайында LoRaWAN хаттамасы арқылы тұрақсыз деректерді беру мәселесіне тап болды. Талдау микроконтроллердің 1,8 В қуат шинасында шу 60 мВ жеткенін көрсетті. Стандартты реттегішті мамандандырылғанмен ауыстыруLDO 1,8 В төмен шу реттегішіPSRR > 50 дБ болғанда шуды 3 мВ дейін төмендетуге мүмкіндік береді. Нәтиже: байланыс ауқымы 40%-ға артты, жоғалған пакеттер саны нөлге дейін азайды. Құрылғы EMC сертификатынан сәтті өтті.

2-жағдай: Портативті медициналық ультрадыбыстық сканер.
Сәуле құрастырушы жүйеде жоғары жылдамдықты ADC қолданылды. Құрылғының бастапқы нұсқасында арналар арасындағы айқаспаға байланысты кескін артефактілері болды. Оның себебі ADC ядроларының қуат шиналарындағы толқындардың жеткіліксіз түрде басылмауында болды. Әр арна үшін жеке сүзгісі бар төмен шулы LDO массивін енгізу қажетті оқшаулауды қамтамасыз етті. Жүйенің сезімталдығы 12% -ға жақсарды, бұл патологияларды ерте сатыларда анықтауға мүмкіндік берді.

Бұл мысалдар тағамдық сапасының екінші реттік сипаттама емес, түпкілікті өнімнің бәсекеге қабілеттілігінің негізгі факторы екенін растайды. Тиісті құрамдастарға инвестициялау қолдау шығындарын азайтуға және қайтаруға әкеледі.

Сапаны қамтамасыз ету және жеткізу сенімділігі: Wuhan Xinhualong Technologies LLC тәжірибесі

Электрондық компоненттерді, әсіресе аналогтық чиптер сияқты сезімтал бөлшектерді жаппай сатып алғанда, сенімді жеткізушілермен жұмыс істеу өте маңызды. Нарық контрафактілік өнімдерге толы, мұнда белгілер түпнұсқаға сәйкес келуі мүмкін, бірақ ішкі кристалдар нашар параметрлері бар арзан аналогтар болып табылады. Бұл жерде дистрибьютордың беделі мен тәжірибесі бірінші орынға шығады.

2009 жылы Қытай микроэлектроникасының қақ ортасында - Қытайдың Оптикалық алқабында (Ухань) негізі қаланған Wuhan Xinhualong Technology LLC жоғары технологиялық жартылай өткізгіш шешімдерді жеткізуге маманданған. Біздің компания толығымен заңды және ашық жеткізу тізбегін қамтамасыз ете отырып, әлемдік жетекші өндірушілер мен түпкі тұтынушылар арасында сенімді көпір қызметін атқарады. Біз тек компоненттерді сатпаймыз; Біз олардың түпнұсқалығына кепілдік береміз, өйткені барлық өнімдер тек түпнұсқа өндірушілердің ресми арналары арқылы жеткізіледі.

Біздің сапаны бақылауға деген көзқарасымыз көп деңгейлі және қатаң. Әрбір партия кіріс инспекциясынан, партия нөмірлерін тексеруден және көрсетілген техникалық ерекшеліктерге сәйкестігін тексеруден өтеді. Біздің өнім ассортименті стандартты шешімдерді ғана емес, сонымен қатар күрделі аналогты-цифрлық түрлендіргіштерді (LHA6961, ZJC2000 сериялары), радиожиілік модульдерін (R-FDM320R069), Loongson архитектуралық процессорларын және мамандандырылған контроллерлерді қамтиды. Бұл құрамдастардың барлығы өнеркәсіптік автоматтандыру, телекоммуникация және энергетикадағы қателік құны өте жоғары болатын маңызды қолданбаларға арналған.

Wuhan Xinhualong Technology LLC компаниясының ішкі қолданбалы инженерлері (FAE) компоненттерді біріктіру туралы терең білімге ие және сіздің жобаңыздың барлық кезеңдерінде техникалық қолдау көрсетуге дайын. Азиядағы ең ірі технопаркте орналасуымыздың және дамыған логистикалық желінің арқасында біз өндірістің тоқтап қалу қаупін барынша азайта отырып, ТМД және ЕАЭО елдеріне жедел жеткізуді қамтамасыз етеміз. Біздің философия үш принципке негізделген: сапа басымдығы, беделдің тұрақтылығы және ұзақ мерзімді серіктестік. Статистика өзі үшін айтады: біздің мамандардың 99% техникалық құзыреттілігі және өнімнің мәлімделген сапаға 100% сәйкестігі.

Біз ынтымақтастықтың икемді шарттарын ұсынамыз:

• MOQ (ең аз тапсырыс):100 данадан пилоттық партиялар үшін, 3000 данадан. жаппай өндіріске арналған.
• Жеткізу уақыты:Шэньчжэньдегі қоймадан стандартты заттарға 2-3 апта, Мәскеуге немесе Санкт-Петербургке жеткізу тағы 7-10 күнді алады.
• Сертификаттау:Барлық өнімдер RoHS және REACH стандарттарына сәйкес келеді. Кедендік ресімдеу үшін біз құжаттардың толық пакетін, қажет болған жағдайда TR CU (EAC) сәйкестік сертификаттарын ұсынамыз.

Бізбен жұмыс жасай отырып, сіз жай ғана өнім емес, өз өндірісіңіздің тұрақтылығының кепілін аласыз. Біз ресейлік нарықтың ерекшеліктерін түсінеміз және клиенттерімізге контрафактілік тауарлармен немесе кеденде кешігумен байланысты проблемаларды болдырмауға көмектесеміз.

Жиі қойылатын сұрақтар

Шығуға LC сүзгісін қосу арқылы төмен шулы LDO-ны кәдімгіге ауыстыруға болады ма?

Теориялық тұрғыдан, иә, LC сүзгісі (индуктор және конденсатор) жоғары жиілікті шуды басуы мүмкін. Дегенмен, бұл шешімнің кемшіліктері бар: индуктивтілік тақтада көп орын алады, қоздыруға болатын резонанстық тізбектерді жасайды және жүктеменің жылдам өзгеруіне (өтпелі процестер) реакцияны нашарлатады. Сонымен қатар, сүзгі төмен жиілікті аймақта реттегіштің өзіне тән шуды жоя алмайды. Арнайы LDO пайдалану қарапайымырақ, сенімдірек және жалпы құрастыру құнына жиі арзанырақ.

1,8 В LDO үшін қандай түсіру кернеуі қажет?

Түсіп кету кернеуі - тұрақтандырғыш реттелетін шығыс кернеуін сақтай алатын кіріс және шығыс кернеу арасындағы ең аз айырмашылық. Заманауи төмен шулы LDO үшін бұл әдетте толық жүктеме тогы кезінде 150-300 мВ болады. Бұл тұрақты 1,8 В алу үшін кіріс кемінде 2,0-2,1 В болуы керек дегенді білдіреді. Егер кіріс кернеуі осы шекті мәннен төмен түссе, шығыс кернеуі төмендей бастайды және жүйе тұрақсыз болуы мүмкін. Әрқашан кіріс электр желілеріндегі шөгулерді ескеріңіз.

Қоршаған орта температурасы LDO шу деңгейіне әсер ете ме?

Иә, температураның ауытқуы ішкі транзисторлар мен резисторлардың параметрлеріне әсер етеді. Сапалы LDO-лардың көпшілігі -40°C-тан +85°C немесе +125°C-қа дейін жұмыс істей алады. Төтенше температурада шу деңгейі сәл жоғарылауы мүмкін (10-20%), ал тыныш ток өзгеруі мүмкін. Құрылғыңыз сыртқы жағдайда жұмыс істесе (мысалы, телекоммуникациялық жабдық), кеңейтілген температура диапазоны бар құрамдастарды таңдап, прототиптердің жылу камерасын сынақтан өткізуді ұмытпаңыз.

Қорытынды және келесі қадамдар

Дұрыс қуат көзін таңдау - бұл сіздің өніміңіздің сенімділігіне салынған инвестиция.LDO 1,8 В төмен шу реттегішісигнал тазалығын және сезімтал электрониканың тұрақты жұмысын қамтамасыз ететін заманауи жоғары технологиялық құрылғылар үшін таптырмас элемент болып табылады. Шу мен PSRR параметрлерін елемеу бірнеше айларды қайта өңдеуге және беделді жоғалтуға әкелуі мүмкін.

Wuhan Xinhualun Technologies LLC командасы сынау үшін үлгілерді ұсынуға, аналогтарды таңдау бойынша техникалық кеңестер беруге және жобаңыздың құнын есептеуге дайын. Өнеркәсіптік компоненттерді жеткізудегі біздің тәжірибеміз жеткізу тізбегін оңтайландыруға және құрамдастардың сапасына байланысты тәуекелдерді азайтуға көмектеседі.

Тамақтану мәселелерін шешуді дамудың соңғы кезеңіне дейін қалдырмаңыз. Жеке баға және техникалық құжаттама алу үшін бүгін бізге хабарласыңыз.

LDO тұрақтандырғыштарын көтерме сатып алыңыз | Компоненттік техникалық қолдау | Аналогтық электроника каталогы