La struttura interna dell'alimentatore regolato lineare è semplice, il circuito di feedback è breve, quindi il rumore è ridotto e la risposta transitoria è rapida (quando la tensione di uscita cambia, la compensazione è rapida). Ma poiché la differenza di tensione tra ingresso e uscita ricade tutta sul MOSFET, la sua efficienza è bassa. Pertanto, i regolatori lineari sono generalmente utilizzati in applicazioni con basse correnti e requisiti di precisione ad alta tensione.
L'alimentatore a commutazione ha una struttura interna complessa, molti fattori influenzano le prestazioni del rumore della tensione di uscita e il suo anello di feedback è lungo, quindi le sue prestazioni del rumore sono inferiori a quelle di un alimentatore regolato lineare e la sua risposta transitoria è lenta. Tuttavia, secondo la struttura dell'alimentatore a commutazione, il MOSFET si trova in due stati: completamente acceso e completamente spento. Fatta eccezione per l'energia consumata dal MOSFET di pilotaggio e dalla resistenza interna del MOSFET, tutta l'altra energia viene utilizzata per l'uscita (teoricamente, L e C non vengono consumati). energia, anche se in realtà non è così, questi consumano una piccola quantità di energia).
Questa parte chiarisce alcuni equivoci sui segnali ad alta velocità.
1. Ciò che l'alta velocità osserva è il fronte del segnale, non la frequenza di clock.
1) In generale, se la frequenza di clock è alta, il fronte di salita del segnale è veloce, quindi generalmente li consideriamo segnali ad alta velocità; ma non è necessariamente vero il contrario. Se la frequenza di clock è bassa, se il fronte di salita del segnale è ancora veloce, dovrebbe essere utilizzato anch'esso. Trattalo come un segnale ad alta velocità. Secondo la teoria dei segnali, il fronte di salita del segnale contiene informazioni ad alta frequenza (usando la trasformata di Fourier, è possibile trovare l'espressione quantitativa), quindi, una volta che il fronte di salita del segnale è molto ripido, dovremmo trattarlo come un fronte di salita segnale di velocità. Se il design non è buono, è probabile che salga Il bordo è troppo lento, con overshoot, undershoot e ringing. Ad esempio, un segnale I2C, in modalità superveloce, ha un clock di 1 MHz, ma la sua specifica richiede un tempo di salita o discesa non superiore a 120 ns! Ci sono davvero molte schede che I2C non può superare!
2) Pertanto, dovremmo prestare maggiore attenzione alla larghezza di banda del segnale. Secondo la formula empirica, la relazione tra larghezza di banda e tempo di salita (10 percento ~90 percento) è Fw * Tr=3.5
2. Selezione dell'oscilloscopio
1) Molte persone prestano attenzione alla frequenza di campionamento dell'oscilloscopio, ma non alla larghezza di banda dell'oscilloscopio. Ma spesso la larghezza di banda dell'oscilloscopio è un parametro più importante. Alcune persone pensano che fintanto che la frequenza di campionamento dell'oscilloscopio è più del doppio della frequenza di clock del segnale, questo è un grosso errore. La ragione dell'errore è una comprensione errata del teorema del campionamento. Il teorema 1 del campionamento afferma che quando la frequenza di campionamento è maggiore del doppio della larghezza di banda massima del segnale, il segnale originale può essere perfettamente recuperato. Tuttavia, il segnale a cui si riferisce il teorema del campionamento è un segnale a banda limitata (la larghezza di banda è limitata), che è gravemente incoerente con il segnale nella realtà. I nostri segnali digitali generali, ad eccezione degli orologi, non sono periodici. Da una prospettiva a lungo termine, il loro spettro di frequenza è infinitamente ampio; per catturare segnali ad alta velocità, non possono distorcere troppo i loro componenti ad alta frequenza. Le metriche della larghezza di banda dell'oscilloscopio sono strettamente correlate a questo. Pertanto, la vera preoccupazione è ancora che la distorsione del fronte di salita del segnale catturato con l'oscilloscopio rientri nel nostro intervallo accettabile.
2) Quindi quale tipo di oscilloscopio ad alta larghezza di banda è appropriato? Teoricamente, il segnale catturato da un oscilloscopio con 5 volte la larghezza di banda del segnale perderà meno del 3% del segnale originale. Se sono necessarie perdite più lievi, è possibile scegliere un oscilloscopio di fascia più bassa. L'utilizzo di un oscilloscopio con 3 volte la larghezza di banda del segnale dovrebbe essere sufficiente per la maggior parte delle esigenze. Ma non dimenticare la larghezza di banda della tua sonda!
