同步功率调节
在服务器、通信和大数据系统中,为CPU、驱动器和I/O子系统等生成了各种已经过调节的电源轨。对这些开关调节器进行同步,以便它们可以充分利用相位带来的多个优点。**,由于一个调节器中的电流增加而另一个调节器中的电流降低,所以输入和输出纹波和电容应力减小。其次,由于混合各种时钟频率及其谐波而引起的拍音得到消除。第三优点是,由于开关电流瞬变较小,导致EMI减少。在许多应用中,减少EMI是一件重要的事情,因为它可以减少屏蔽物的成本、对复杂的接地平面和电源平面的需求,并且还可以减少严格的FCC Class B或者CE测试带来的设计反复。
LTC6902 RPO旨在通过提供全部由常用主控振荡器派生的一相、两相、三相或者四相输出,来解决这个切实问题。该器件还提供另一个优于单通道版本的关键优势:可利用伪随机噪声(PRN)信号对输出进行扩频调制(SSFM),以将振荡器的能量分布在很宽的频带上。
(SSFM简短轶事:**的好莱坞女演员Hedy Lamarr和作曲家George Antheil于1942年获取了SSFM概念的砖利权,目的是掩护**次世界大战中美国的无线电控制的鱼雷。尽管从未将此技术用于这个目的,但从那以后,它却被应用到无数的**应用中。他们的砖利“跳频”技术基于与穿孔纸带同步的88个钢琴键,这个想法成为大量SSFM技术的起源,这些技术现在已经广泛地应用于各种数字无线通信系统。)
正确选择调制设置电阻可减少20dB的峰值辐射EMI,该电阻设置下扩频百分比(从0%至100%的,尽管实际范围约为10%至40%)。通过选择适当的调制百分比,辐射EMI的频谱范围可以扩展到整个频带。
由于SSFM被应用在基频上,所以应该注意所有谐波都能减少。作为伺服环路的一部分,频率“跳频”已通过内部的25 kHz低通滤波器被减慢。这些受到有效控制的转换可确保调节器的开关带宽足够,并维持调节、效率和负载响应性能。
仪表
利用热敏电阻代替RSET可以创建一个可预测的、非线性“温度到频率”发生器(图5a)。它可以选择电阻温度范围较宽的热敏电阻,它很适合用于主控振荡器的单个分配器设置。通过对数据表进行试验,可以计算其它串联和并联电阻,从而提高特殊热敏电阻的输出频率线性度以及温度范围。即使超过温度范围,本电路中的LTC1799的频率误差也小于±0.5°C。
湿度是*难测量的环境参数之一。Jim Williams提出的新方法在AM外差电路中将RPO用作容性RH传感器接口(图5b)。该传感器可以控制一个可变振荡器,该振荡器与LTC1799 RPO提供的参考频率相混合。输出端的解调制频率为0 kHz至1 kHz,对应于0%至100% RH。在这个应用中采用RPO可使校准变得非常简单。另外,由于电路允许传感器其中一个管脚接地,所以噪声被抑制到*小。本电路的误差约为400 ppm/°C,在4.5至5.5 V下的PSRR小于1%。
滤波电路
开关电容滤波器经常需要非标准、甚至是可调节的参考频率。因为滤波器响应会随着频率变化,所以激励源在时间、温度和电压方面的稳定性非常关键。RPO非常适合这个应用。图6给出了一个简单而准确的60 Hz可调节陷波滤波器。LTC1062和运算放大器提供滤波功能,而LTC1799提供参考时钟。常用的陷波频率已在表中列出。本电路不仅具有灵活性,而且具有非常高的性能,在陷波频率上的斜率很大且衰减超过45dB。
应用技巧
大多数电路都非常简单,并且启动和运行通常需要数分钟时间。但是请记住,RPO的数据规范和应用说明为在非标准应用中采用RPO或者指望弥补*终性能下降的设计工程师提供了很多信息。
选择电阻:由于输出信号的周期与RSET呈线性关系,因此明智地选择电阻非常重要。初始容差或者温度系数的误差要使频率误差增加一倍。采用10 kΩ至200 kΩ的低温度系数、精密金属膜电阻的电路工作良好,此时主控振荡器的频率为0.5MHz至10MHz。
管理抖动:抖动在某些应用中可能会带来问题,特别是当频率变化范围非常广时。主控振荡器中的每个分配器都有一个与频率信号相对应的抖动。由于分配器的频率是重叠的,所以选择一个在所需频率范围内可以提供*小抖动的分配器是一个好方法。一般将分配器设置成获得*低的主控振荡器频率,因为IC将消耗更少功率且准确度更高。
布局考虑:SET管脚上的电容通常不能太大,因此寄生电容控制应在10 pF以下。如果PCB布局很好,则要做到这点不难。但如果PCB布局很不理想或者使用了高电容扫描探头,那么在调试期间做到这点可能比较困难。为获得*佳效果,RSET应靠近SET管脚。由于高频率下的电源跳动以及抖动加剧,所以故障现象并不准确。
远程传感器:在前面讨论的热敏电阻接口等应用中,传感器可以装在长电缆的末端,远离RPO。这样,通过将电缆屏蔽电压自举到至RSET电压,有效电容得到*小化(图7)。