정밀 ADC의 전원 공급: 평균 vs. 과도 전류

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1 머리말

ADC(아날로그-디지털 컨버터) 데이터시트 전원 공급 장치 매개 변수를 이해하면 보다 안정적인 정밀 DAQ(데이터 수집) 시스템을 설계하는 데 도움이 됩니다. 특히 ADC 데이터시트의 전류 소비량은 정상 작동 상태 조건에서 지정된 평균 값이라는 것을 이해하는 것이 중요합니다. 따라서 이러한 측정된 전류 값은 ADC 과도 전류가 지정된 ADC 전류보다 훨씬 더 클 수 있더라도 과도 전류 요구의 특성을 파악하지 않습니다. 과도 전류는 여러 ADC 작동 모드 간에 전환할 때 발생할 수 있으며 처음에 장치에 전원을 공급할 때 가장 큰 의미가 있습니다. 또한 ADC 주변의 회로 및 구성 요소가 추가 과도 전류 수요를 유발할 수 있습니다.

이 문서에서는 먼저 일반 ADC 데이터 시트에서 전류를 지정하는 방법을 소개하고 다양한 작동 조건에서 과도 전류 수요를 정량화하는 여러 테스트의 결과를 공유함으로써 ADC 과도 전류 요구와 관련된 주제를 설명합니다. 평균 전류와 과도 전류를 모두 소싱할 수 있는 여러 전원 공급 장치 구성을 논의하고, 마지막으로 다양한 전원 차단 방법의 효과를 비교합니다.

2 전원 공급 장치 사양

ADC 데이터시트의 전류 소비는 정상 상태 작동 조건에서 지정된 평균 값입니다. 작동 조건이 매우 다양한 ADC에는 여러 전류 값 사양이 필요합니다. 이러한 조건에는 데이터 속도에 비례하여 확장되는 평균 ADC 공급 전류나 프로그래머블 게인 증폭기(PGA) 또는 전압 레퍼런스(VREF)와 같은 내부 기능을 구현할 때 전류 요구 사항을 높이는 것이 포함될 수 있습니다. 예를 들어, 표 1에서는 통합 PGA 및 VREF를 지원하는 TI의 ADS1261, 24비트, 40kSPS, 11채널 델타 시그마 ADC의 다양한 작동 조건에서 데이터시트 전원 공급 사양을 보여줍니다.

표 1 ADS1261의 데이터시트 전원 공급 장치 사양을 설명합니다.

전원 공급 장치
매개 변수		테스트 조건	최소값	일반	최대값	단위
I_AVVD, I_AVSS	아날로그 공급 전류	PGA 바이패스		2.7	4.5	mA
		PGA 모드, 게인 = 1~32		3.8	6
		PGA 모드, 게인 = 64 또는 128		4.3	6.5
		전력 차단 모드		2	8	µA
I_AVVD, I_AVSS	아날로그 공급 전류(기능별)	전압 레퍼런스		0.2		mA
		40kSPS 모드		0.5		mA
		전류 소스		프로그래밍된 대로
I_DVDD	디지털 공급 전류	20 SPS		0.4	0.65	mA
		40kSPS		0.6	0.85	mA
		전력 차단 모드		30	50	µA
P_D	소비전력	PGA 모드		20	32	mW
P_D	소비전력	전력 차단 모드		0.1	0.2	mW

표 1에서 강조 표시된 PGA 바이패스 섹션은 PGA를 우회한 상태에서 정상 작동 중에 ADS1261이 받는 평균 아날로그 전류가 2.7mA(일반) 또는 4.5mA(최대)임을 보여줍니다. 강조 표시된 "기능별" 섹션은 각 기능을 활성화할 때 전류가 얼마나 증가하는지 나타냅니다. 이러한 모든 공급 전류 사양은 전류가 안정화된 후 장치가 끌어온 평균 전류를 측정하는 것이 특징입니다.

따라서 데이터시트 전원 공급 장치 사양은 정상 작동 중 장치 또는 지원 회로에 필요한 과도 전류 수요를 평균화합니다. 이는 시동 및 스위칭 중에 과도 전류가 데이터시트에 지정된 값보다 훨씬 클 수 있기 때문에 중요합니다. 안정적인 시스템 설계는 평균 및 과도 전류 수요 모두를 처리할 수 있어야 합니다.