什么是开关噪声抖动 (SNJ)?

时间:2023-09-21
    开关噪声抖动本质上是开关电源中噪声上的噪声,导致噪声在时域中移动。我们以 5G 时钟为例,其中电源噪声会严重降低 5G 时钟相位噪声性能(图 2 和图 3)。

    不使用 Harmony 滤波器的典型 5G 时钟相位噪声性能

    图2 . 不使用 Harmony 滤波器的典型 5G 时钟相位噪声性能
    电路设计人员需要他们的产品具有的动态范围性能。该解决方案必须简单、尺寸小且性能,有助于滤除任何电源噪声,从而在系统设计中实现信噪比 (SNR)。

    添加到 5G 时钟电路电源输入的 Harmony PI 滤波器

    图3 . 添加到 5G 时钟电路电源输入的 Harmony PI 滤波器
    正是沿着这些思路,使用 TransSIP 的Harmony PI 滤波器实现 19 fsec RMS 抖动(相当于 17 fsec 的理想 RMS 抖动),可以显着提高系统的动态范围(图 4)。

    使用 Harmony PI 滤波器的典型 5G 时钟相位噪声性能

    图4 . 使用 Harmony PI 滤波器的典型 5G 时钟相位噪声性能
    减少电路板空间和元件数量
    设计人员可以在其设计中的每个电源中添加一个 Harmony PI 滤波器(其尺寸只有一粒米 (2.2 mm × 2.6 mm))。该滤波器还可以将设计所需的 PCB 总元件数量减少多达 80%,从而总共节省 93% 的 PCB 空间。
    此外,具有三个分立滤波器(每个滤波器有 15 个元件)的典型电路板设计可以将尺寸从 112 mm 2减小到 7.7 mm 2。此外,6 GHz 频谱上的噪声抑制性能将提高超过 10 dB(图 5)。

    电路板(左)由三个分立滤波器组成,每个滤波器有 15 个尺寸为 112 mm2 的元件,可以减少到只有 3 个元件(右),尺寸为 7.7 mm2,节省了 93% 的电路板空间。

    图5 . 电路板(左)由三个分立滤波器组成,每个滤波器有 15 个尺寸为 112 mm 2的元件,可以减少到只有 3 个元件(右),尺寸为 7.7 mm 2,节省了 93% 的电路板空间。
    Harmony PI 滤波器还应用于高功率和控制系统,例如电池管理系统 (BMS) 和电源控制单元 (PCU)(图 6)。

    通过使用 Harmony PI 滤波器可以实现零功耗信号处理。

    图6 . 通过使用 Harmony PI 滤波器可以实现零功耗信号处理。
    可再生能源设计中消耗更少的能源
    Harmony PI 滤波器广泛用于许多基于能量收集的系统,例如定位系统 (GPS)/导航卫星系统 (GNSS)。GNSS 应用。
    GPS/GNSS 接收器的电池寿命取决于“首次定位时间”或 TTFF 的速度。这是一个相当高功率的过程。每次 GPS 开机时,TTFF 过程将消耗通常用于卫星导航的 5 倍到 10 倍的电量。当设计速度更快时,TTFF 将花费更少的能量浪费在数字处理上。
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