A estrutura interna da fonte de alimentação regulada linear é simples, o loop de feedback é curto, então o ruído é pequeno e a resposta transitória é rápida (quando a tensão de saída muda, a compensação é rápida). Mas como a diferença de tensão entre a entrada e a saída recai sobre o MOSFET, sua eficiência é baixa. Portanto, os reguladores lineares são geralmente usados em aplicações com pequenas correntes e requisitos de precisão de alta tensão.
A fonte de alimentação de comutação possui uma estrutura interna complexa, muitos fatores que afetam o desempenho do ruído da tensão de saída e seu loop de feedback é longo, portanto, seu desempenho de ruído é menor do que o de uma fonte de alimentação regulada linear e sua resposta transitória é lenta. No entanto, de acordo com a estrutura da fonte de alimentação chaveada, o MOSFET está em dois estados: totalmente ligado e totalmente desligado. Exceto pela energia consumida pelo MOSFET de condução e pela resistência interna do MOSFET, todas as outras energias são usadas para a saída (teoricamente, L e C não são consumidos). energia, embora não seja o caso, estes consomem uma pequena quantidade de energia).
Esta parte esclarece alguns mal-entendidos sobre sinais de alta velocidade.
1. O que a alta velocidade considera é a borda do sinal, não a frequência do clock.
1) De um modo geral, se a frequência do clock for alta, a borda ascendente do sinal é rápida, então geralmente os consideramos como sinais de alta velocidade; mas o inverso não é necessariamente verdadeiro. Se a frequência do clock for baixa, se a borda de subida do sinal ainda for rápida, ela também deve ser usada. Trate-o como um sinal de alta velocidade. De acordo com a teoria do sinal, a borda ascendente do sinal contém informações de alta frequência (usando a transformada de Fourier, a expressão quantitativa pode ser encontrada), portanto, uma vez que a borda ascendente do sinal é muito íngreme, devemos tratá-la como uma alta frequência. sinal de velocidade. Se o desenho não for bom, é provável que suba. A aresta é muito lenta, com overshoot, undershoot e ringing. Por exemplo, um sinal I2C, no modo super rápido, tem clock de 1MHz, mas sua especificação requer um tempo de subida ou descida de não mais que 120ns! De fato, existem muitas placas que o I2C não pode passar!
2) Portanto, devemos prestar mais atenção à largura de banda do sinal. De acordo com a fórmula empírica, a relação entre largura de banda e tempo de subida (10 por cento ~90 por cento) é Fw * Tr=3.5
2. Seleção do osciloscópio
1) Muitas pessoas prestam atenção na taxa de amostragem do osciloscópio, mas não na largura de banda do osciloscópio. Mas muitas vezes a largura de banda do osciloscópio é um parâmetro mais importante. Algumas pessoas pensam que, desde que a taxa de amostragem do osciloscópio seja mais do que o dobro da frequência do clock do sinal, isso é um grande erro. A razão para o erro é uma compreensão errada do teorema da amostragem. O Teorema da Amostragem 1 afirma que quando a frequência de amostragem é maior que o dobro da largura de banda máxima do sinal, o sinal original pode ser perfeitamente recuperado. No entanto, o sinal ao qual o teorema da amostragem se refere é um sinal de banda limitada (a largura de banda é limitada), o que é seriamente inconsistente com o sinal na realidade. Nossos sinais digitais gerais, exceto os relógios, não são periódicos. De uma perspectiva de longo prazo, seu espectro de frequência é infinitamente amplo; para capturar sinais de alta velocidade, eles não podem distorcer muito seus componentes de alta frequência. As métricas de largura de banda do osciloscópio estão intimamente relacionadas a isso. Portanto, a preocupação real ainda é que a distorção da borda de subida do sinal capturado com o osciloscópio esteja dentro de nossa faixa aceitável.
2) Então, que tipo de osciloscópio de alta largura de banda é apropriado? Teoricamente, o sinal capturado por um osciloscópio com 5 vezes a largura de banda do sinal perderá menos de 3% do sinal original. Se perdas mais brandas forem necessárias, um osciloscópio de extremidade inferior pode ser escolhido. Usar um osciloscópio com 3 vezes a largura de banda do sinal deve ser suficiente para a maioria dos requisitos. Mas não se esqueça da largura de banda da sua sonda!
