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利用SAR型模数转换器降低功耗

上网日期: 2012年11月02日 ?? 作者: Shane O’Meara ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:模数转换器? SAR转换器? AD7091R?

采样速率为1 MSPS且VDD为3 V时,AD7091R功耗为349 μA(典型值)。由于其功率与吞吐速率成正比,因此100 kSPS时静态电流为55 μA。不执行转换但基准电压源激活时,静态电流为21.6 μA;在关断模式下,电流仅为264 nA。AD7091R采用10引脚MSOP或LFCSP封装。

驱动AD7091R的典型放大器包括AD8031(针对快速吞吐速率应用)和AD8420(针对较低带宽应用)。采用2.7 V电源供电时,AD8031的静态功耗为750 μA(典型值);采用5 V电源供电时,AD8420的静态功耗为70 μA(典型值)。

图3所示为通过CR2032锂电池供电时AD7091R的典型功耗和计算得出的电池寿命。可以清楚看出,随着吞吐速率降低,电池寿命明显延长。

利用SAR型模数转换器降低功耗(电子工程专辑)
图3. AD7091R电池寿命和功耗与吞吐速率的关系

与多数其它ADC相比,AD7091R可以在功耗预算上实现显著节省效果。例如,与最接近的可用竞争产品(一款不带内部基准电压源的器件)相比时,对于1 MSPS吞吐速率,AD7091R可使功耗降低3倍(对于3 V电源,其功耗典型值为1 mW,而比较产品的功耗典型值为3.9 mW)。这相当于将CR2032电池寿命延长400小时。考虑需要外部基准电压源的其它器件时,节省效果更为明显。

结论

除延长电池寿命之外,降低功耗还有其它很多好处。产生的热量变少,进而使尺寸变小。稳定性因温度应力降低而得以提高。由于采用更小的元件,因此PCB尺寸得以缩小;另外,由于无需散热器之类的配件,因此元件数量得以减少;这些使系统成本降低。

本文概述了系统设计人员在采用ADC的设计中优化功耗时应考虑到的几个重要因素和好处。


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