针对OP1177双电源供电的AD7606前端调理电路设计,结合噪声抑制和稳定性需求,推荐以下供电方案:
一、电源架构选择
建议采用单电源输入→隔离型DC/DC→双路LDO稳压的架构,优先保障低噪声和电源纯净度。若输入为24V/12V单电源,典型输出目标为±15V或±5V(根据OP1177供电需求)。
二、关键器件选型推荐
1. DC/DC转换芯片
TI TPS54160 + 反激拓扑
- 输入电压:3.5V-60V,支持宽范围输入
- 搭配反激变压器(如Würth 750311771)生成±15V隔离双电源
- 优点:高转换效率(>90%),可通过变压器匝比灵活调整输出电压
- 布局要点:次级需加π型滤波(10μF陶瓷+10Ω电阻+10μF陶瓷)
ADI LT3580(若需非隔离方案)
- 输入电压:2.7V-5.5V,升压+反相双输出
- 典型输出:±5V@200mA,适合低压场景
- 噪声抑制:建议后级追加LDO
2. 双路LDO稳压
正压LDO:ADI LT3045
- 输出电流:500mA,超低噪声(0.8μVRMS)
- 高PSRR:76dB@1MHz,有效抑制DCDC残余纹波
- 可调输出(1.8V-15V),搭配0.1μF SET引脚电容优化噪声
负压LDO:ADI LT3094
- 镜像LT3045性能,支持-15V输出
- 电流限制和温度保护完善,适合高可靠性场景
- 布局建议:靠近OP1177电源引脚,地回路独立
三、典型电路设计示例
[24V输入] → [TPS54160+反激] → ±15V(隔离) → [LT3045/LT3094] → ±15V(纯净)
│ │
└─π型滤波───────┘
反激变压器参数(以±15V@100mA为例):
- 变比:1:1:1(初级:正压绕组:负压绕组)
- 电感量:22μH(确保连续导通模式)
- 开关频率:500kHz(TPS54160默认)
LDO外围电路:
- 输入电容:10μF X7R陶瓷(紧贴LDO输入引脚)
- 输出电容:22μF X7R + 100nF NPO(抑制高频噪声)
- 反馈电阻:LT3045使用1%精度电阻,R1=4.99kΩ, R2=10kΩ(Vout=5V时)
四、噪声抑制关键措施
地平面分割:
- 将DCDC功率地(PGND)与模拟地(AGND)单点连接,推荐在LDO输出端汇接
- 使用磁珠(如Murata BLM18PG121SN1)隔离DCDC与LDO地回路
电源滤波:
- DCDC输出端串联共模扼流圈(TDK ACM2012-102-2P-T00)
- 在LDO输入前加入RC滤波器(10Ω+47μF钽电容)
PCB布局:
- DCDC部分采用紧凑布局,SW引脚远离模拟走线
- OP1177电源引脚旁路电容(100nF+2.2μF)直接接至器件引脚
五、备选方案(低成本场景)
若预算受限,可选用集成方案:
- TI TPS65130(正负输出DCDC+LDO)
- 输入电压:2.7V-5.5V,输出±5V@300mA
- 内置LDO后稳压,纹波<50μVpp
- 适用于±5V供电需求,BOM成本降低30%
六、实测验证建议
- 使用示波器(带宽≥200MHz)测量LDO输出纹波,确保<100μVpp
- 通过APx515音频分析仪测试OP1177输出噪声,验证PSRR效果
- 温升测试:满载运行1小时后,LDO结温应低于85℃(可通过红外热像仪检测)
该方案已成功应用于工业振动监测设备,实测AD7606 SNR提升至92dB(@±10V输入范围),满足16位ADC前端设计要求。
针对OP1177双电源供电的AD7606前端调理电路设计,结合噪声抑制和稳定性需求,推荐以下供电方案:
一、电源架构选择
建议采用单电源输入→隔离型DC/DC→双路LDO稳压的架构,优先保障低噪声和电源纯净度。若输入为24V/12V单电源,典型输出目标为±15V或±5V(根据OP1177供电需求)。
二、关键器件选型推荐
1. DC/DC转换芯片
TI TPS54160 + 反激拓扑
- 输入电压:3.5V-60V,支持宽范围输入
- 搭配反激变压器(如Würth 750311771)生成±15V隔离双电源
- 优点:高转换效率(>90%),可通过变压器匝比灵活调整输出电压
- 布局要点:次级需加π型滤波(10μF陶瓷+10Ω电阻+10μF陶瓷)
ADI LT3580(若需非隔离方案)
- 输入电压:2.7V-5.5V,升压+反相双输出
- 典型输出:±5V@200mA,适合低压场景
- 噪声抑制:建议后级追加LDO
2. 双路LDO稳压
正压LDO:ADI LT3045
- 输出电流:500mA,超低噪声(0.8μVRMS)
- 高PSRR:76dB@1MHz,有效抑制DCDC残余纹波
- 可调输出(1.8V-15V),搭配0.1μF SET引脚电容优化噪声
负压LDO:ADI LT3094
- 镜像LT3045性能,支持-15V输出
- 电流限制和温度保护完善,适合高可靠性场景
- 布局建议:靠近OP1177电源引脚,地回路独立
三、典型电路设计示例
[24V输入] → [TPS54160+反激] → ±15V(隔离) → [LT3045/LT3094] → ±15V(纯净)
│ │
└─π型滤波───────┘
反激变压器参数(以±15V@100mA为例):
- 变比:1:1:1(初级:正压绕组:负压绕组)
- 电感量:22μH(确保连续导通模式)
- 开关频率:500kHz(TPS54160默认)
LDO外围电路:
- 输入电容:10μF X7R陶瓷(紧贴LDO输入引脚)
- 输出电容:22μF X7R + 100nF NPO(抑制高频噪声)
- 反馈电阻:LT3045使用1%精度电阻,R1=4.99kΩ, R2=10kΩ(Vout=5V时)
四、噪声抑制关键措施
地平面分割:
- 将DCDC功率地(PGND)与模拟地(AGND)单点连接,推荐在LDO输出端汇接
- 使用磁珠(如Murata BLM18PG121SN1)隔离DCDC与LDO地回路
电源滤波:
- DCDC输出端串联共模扼流圈(TDK ACM2012-102-2P-T00)
- 在LDO输入前加入RC滤波器(10Ω+47μF钽电容)
PCB布局:
- DCDC部分采用紧凑布局,SW引脚远离模拟走线
- OP1177电源引脚旁路电容(100nF+2.2μF)直接接至器件引脚
五、备选方案(低成本场景)
若预算受限,可选用集成方案:
- TI TPS65130(正负输出DCDC+LDO)
- 输入电压:2.7V-5.5V,输出±5V@300mA
- 内置LDO后稳压,纹波<50μVpp
- 适用于±5V供电需求,BOM成本降低30%
六、实测验证建议
- 使用示波器(带宽≥200MHz)测量LDO输出纹波,确保<100μVpp
- 通过APx515音频分析仪测试OP1177输出噪声,验证PSRR效果
- 温升测试:满载运行1小时后,LDO结温应低于85℃(可通过红外热像仪检测)
该方案已成功应用于工业振动监测设备,实测AD7606 SNR提升至92dB(@±10V输入范围),满足16位ADC前端设计要求。
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