La estructura interna de la fuente de alimentación regulada lineal es simple, el circuito de retroalimentación es corto, por lo que el ruido es pequeño y la respuesta transitoria es rápida (cuando cambia el voltaje de salida, la compensación es rápida). Pero debido a que la diferencia de voltaje entre la entrada y la salida recae en el MOSFET, su eficiencia es baja. Por lo tanto, los reguladores lineales generalmente se usan en aplicaciones con corrientes pequeñas y requisitos de precisión de alto voltaje.
La fuente de alimentación conmutada tiene una estructura interna compleja, muchos factores afectan el rendimiento del ruido del voltaje de salida y su circuito de retroalimentación es largo, por lo que su rendimiento del ruido es menor que el de una fuente de alimentación regulada lineal y su respuesta transitoria es lenta. Sin embargo, según la estructura de la fuente de alimentación conmutada, el MOSFET se encuentra en dos estados: completamente encendido y completamente apagado. Excepto por la energía consumida por el MOSFET impulsor y la resistencia interna del MOSFET, el resto de la energía se utiliza para la salida (teóricamente, L y C no se consumen). energía, aunque en realidad no es así, estos consumen una pequeña cantidad de energía).
Esta parte aclara algunos malentendidos acerca de las señales de alta velocidad.
1. Lo que mira la alta velocidad es el borde de la señal, no la frecuencia del reloj.
1) En términos generales, si la frecuencia del reloj es alta, el flanco ascendente de la señal es rápido, por lo que generalmente las consideramos señales de alta velocidad; pero lo contrario no es necesariamente cierto. Si la frecuencia del reloj es baja, si el flanco ascendente de la señal sigue siendo rápido, también debe usarse. Trátelo como una señal de alta velocidad. De acuerdo con la teoría de la señal, el flanco ascendente de la señal contiene información de alta frecuencia (usando la transformada de Fourier, se puede encontrar la expresión cuantitativa), por lo tanto, una vez que el flanco ascendente de la señal es muy pronunciado, debemos tratarlo como un flanco alto. señal de velocidad Si el diseño no es bueno, es probable que suba. El borde es demasiado lento, con sobreimpulso, subimpulso y zumbido. Por ejemplo, una señal I2C, en modo superrápido, tiene una frecuencia de 1 MHz, pero su especificación requiere un tiempo de subida o bajada de no más de 120 ns. ¡De hecho, hay muchas placas que I2C no puede pasar!
2) Por lo tanto, debemos prestar más atención al ancho de banda de la señal. De acuerdo con la fórmula empírica, la relación entre el ancho de banda y el tiempo de subida (10 por ciento ~90 por ciento) es Fw * Tr=3.5
2. Selección de osciloscopio
1) Muchas personas prestan atención a la frecuencia de muestreo del osciloscopio, pero no al ancho de banda del osciloscopio. Pero a menudo el ancho de banda del osciloscopio es un parámetro más importante. Algunas personas piensan que mientras la frecuencia de muestreo del osciloscopio sea más del doble de la frecuencia del reloj de la señal, esto es un gran error. La razón del error es una mala comprensión del teorema de muestreo. El teorema de muestreo 1 establece que cuando la frecuencia de muestreo es mayor que el doble del ancho de banda máximo de la señal, la señal original puede recuperarse perfectamente. Sin embargo, la señal a la que se refiere el teorema de muestreo es una señal de banda limitada (el ancho de banda es limitado), lo que es muy inconsistente con la señal en la realidad. Nuestras señales digitales generales, a excepción de los relojes, no son periódicas. Desde una perspectiva a largo plazo, su espectro de frecuencias es infinitamente amplio; para capturar señales de alta velocidad, no pueden distorsionar demasiado sus componentes de alta frecuencia. Las métricas de ancho de banda del osciloscopio están estrechamente relacionadas con esto. Por lo tanto, la verdadera preocupación sigue siendo que la distorsión del flanco ascendente de la señal capturada con el osciloscopio esté dentro de nuestro rango aceptable.
2) Entonces, ¿qué tipo de osciloscopio de gran ancho de banda es apropiado? Teóricamente, la señal capturada por un osciloscopio con 5 veces el ancho de banda de la señal perderá menos del 3 por ciento de la señal original. Si se requieren pérdidas más indulgentes, se puede elegir un osciloscopio de gama baja. El uso de un osciloscopio con 3 veces el ancho de banda de la señal debería ser suficiente para la mayoría de los requisitos. ¡Pero no olvide el ancho de banda de su sonda!
