基于TPS759XX 多片信號處理系統(tǒng)的電源設(shè)計
發(fā)布時間:2008/5/28 0:00:00 訪問次數(shù):471
摘要首先介紹了tps759xx系列dc-dc電壓調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)和功能，然后闡述了多芯片信號處理系統(tǒng)電源設(shè)計的方法以及在pcb板設(shè)計中應(yīng)注意的問題，最后給出了多片系統(tǒng)供電電源的實現(xiàn)電路圖供讀者參考。
關(guān)鍵詞;ldo；電壓調(diào)節(jié)器；tps759xx；多芯片系統(tǒng)
1引言
在大型的通信信號處理系統(tǒng)和雷達信號處理系統(tǒng)中，隨著器件的規(guī)模不斷擴大，對電源的性能和功率及其外圍濾波電路的要求也越來越高，電源設(shè)計對于一個系統(tǒng)的能否正常工作起著至關(guān)重要的作用。
在實際應(yīng)用中，通常利用線性電源或者開關(guān)電源給整個系統(tǒng)供電，而對于每一塊獨立的電路板上的每一個集成芯片則需要dc-dc電壓調(diào)節(jié)器分別調(diào)節(jié)后供電。其中線性調(diào)節(jié)器的輸入電流接近于輸出電流，它的效率（輸出功率/輸入功率）接近于輸出/輸入電壓比。因此，壓差是一個非常重要的性能，因為更低的壓差意味著更高的效率。ldo（lowdropout）線性電壓調(diào)節(jié)器的低壓差特性有利于改善電路的總體效率，這里所介紹的tps759xx就是ldo線性電壓調(diào)節(jié)器。
2tps759xx系列電壓調(diào)節(jié)器概述
tps759xx系列是ti公司專門為dsp、asic和fpga等多芯片系統(tǒng)供電而設(shè)計的ldo線性穩(wěn)壓器，圖1是電路簡化原理框圖。tps759xx共有5個引腳，vin是輸入電壓，vout是輸出電壓，fb是電阻配置引腳，gnd是數(shù)字地，en是調(diào)壓使能引腳。
圖1tps759xx系列電壓調(diào)節(jié)器原理圖
tps759xx系列電壓調(diào)節(jié)器的主要特性如下：
(1)最大輸出電流7.5a，是ti公司tps系列線性電源輸出電流最大之一，因此特別適用于adsp這類需要大電流驅(qū)動的芯片。
(2)可以提供固定1.5v、1.8v、2.5v、3.3v等典型電壓，對于特殊的電壓要求情況下，輸出可調(diào)節(jié)（tps75901），可以通過串聯(lián)適當(dāng)阻值的電阻來獲得需要的電壓值。
(3)可快速響應(yīng)線性電壓和負載電流的瞬態(tài)變化,在某些應(yīng)用中，通常要求dsp、mpu、mcu和pld必須迅速從省電的睡眠和待機狀態(tài)進入全工作模式。該系列l(wèi)do足以滿足上述應(yīng)用的需要。
(4)dropout電壓很低，大約幾百毫伏，輸出電流成正比。靜態(tài)電流很低，而且與輸出負載無關(guān)。(5)推薦工作條件是輸入電壓為2.8~5.5v，輸出電壓為1.22~5v，輸出電流為0~7.5a，工作溫度tj保證在-40~125℃范圍內(nèi)。
3信號處理系統(tǒng)的板級電源設(shè)計
設(shè)計中的信號處理系統(tǒng)電路板由外部統(tǒng)一提供5v和3.3v直流電源，電路板上的主要集成芯片包括1片cpld/fpga，5片dsp芯片，1片a/d和1片d/a轉(zhuǎn)換芯片，時鐘晶振及時鐘驅(qū)動和輸出驅(qū)動等。對于5v和3.3v模擬電壓和數(shù)字電壓直接由板外部供給；而對于cpld/fpga和dsp通常有一種以上的供電要求。采用altera公司的fpgaep1k100，它的輸入輸出供電電壓是3.3v，內(nèi)核供電電壓為2.5v，總負載電流小于1a；采用ad公司的dsp芯片adspts101，其供電電壓和電流的要求見表1，有至少兩種的電源要求。在選擇電壓調(diào)節(jié)器時一定要知道輸出電壓和最大負載電流，多芯片系統(tǒng)中，由于所需驅(qū)動電流較大，因此只有tps759xx這類大電流輸出電壓調(diào)節(jié)器能滿足要求。對于具有5片dsp芯片的系統(tǒng)，當(dāng)dsp滿負荷工作時的電流約為6.1a�？紤]信號處理系統(tǒng)所需，通過電壓調(diào)節(jié)器變壓得到的電壓應(yīng)是2.5v和1.2v，總負載電流小于7.5a，一片tps75901（或者tps75925）就可以滿足需要。若總負載電流大于7.5a時要增加tps759xx，否則將影響芯片的正常工作。
4信號處理系統(tǒng)中tps759xx應(yīng)用配置考慮
4.1對于輸出電壓可調(diào)節(jié)情況的電阻配置
對于固定輸出的tps75915(vo=1.5v)、tps75918(vo=1.8v)、tps75925(vo=2.5)、tps75933(vo=3.3)不需要配置電阻，對于輸出可調(diào)節(jié)的tps75901則需要配置外部電阻來得到需要的輸出電壓。圖2所示是tps95901典型應(yīng)用電路。
圖2tps75901電壓調(diào)節(jié)器典型應(yīng)用電路
輸出固定情況下，fb（pg）引腳用于指示輸出電壓的狀態(tài)。輸出可調(diào)節(jié)情況下，fb引腳用于電壓反饋輸入引腳，在vo和fb之間配置電阻可以獲得所需電壓。輸出電壓利用下式計算：vo=vref（1+r1/r2）這里內(nèi)部參考電壓vref=1.224v。選擇電阻r1和r2應(yīng)該保證分壓電流大約40μa。推薦選擇r2=30.1kω，r1根據(jù)輸出電壓的給定值來確定。r1的取值可由下面的式子計算而得：r1=(vo/vref-2)r2。
4.2濾波電容
為了保證輸入的穩(wěn)定性，在輸入電壓和地之間要連接瓷片電容（0.22~1μf），并且要盡量靠近輸入電壓引腳安裝。由于電源本身存在阻抗，會引起輸入電壓下降，當(dāng)降到一定程度，tps759xx將停止工作，因此最好和瓷片電容并聯(lián)一大電解電容，電容值的范圍為47~1000μf。
5信號處理系統(tǒng)pcb板電源設(shè)計考慮
所有的集成電路都
關(guān)鍵詞;ldo；電壓調(diào)節(jié)器；tps759xx；多芯片系統(tǒng)
1引言
在大型的通信信號處理系統(tǒng)和雷達信號處理系統(tǒng)中，隨著器件的規(guī)模不斷擴大，對電源的性能和功率及其外圍濾波電路的要求也越來越高，電源設(shè)計對于一個系統(tǒng)的能否正常工作起著至關(guān)重要的作用。
在實際應(yīng)用中，通常利用線性電源或者開關(guān)電源給整個系統(tǒng)供電，而對于每一塊獨立的電路板上的每一個集成芯片則需要dc-dc電壓調(diào)節(jié)器分別調(diào)節(jié)后供電。其中線性調(diào)節(jié)器的輸入電流接近于輸出電流，它的效率（輸出功率/輸入功率）接近于輸出/輸入電壓比。因此，壓差是一個非常重要的性能，因為更低的壓差意味著更高的效率。ldo（lowdropout）線性電壓調(diào)節(jié)器的低壓差特性有利于改善電路的總體效率，這里所介紹的tps759xx就是ldo線性電壓調(diào)節(jié)器。
2tps759xx系列電壓調(diào)節(jié)器概述
tps759xx系列是ti公司專門為dsp、asic和fpga等多芯片系統(tǒng)供電而設(shè)計的ldo線性穩(wěn)壓器，圖1是電路簡化原理框圖。tps759xx共有5個引腳，vin是輸入電壓，vout是輸出電壓，fb是電阻配置引腳，gnd是數(shù)字地，en是調(diào)壓使能引腳。
圖1tps759xx系列電壓調(diào)節(jié)器原理圖
tps759xx系列電壓調(diào)節(jié)器的主要特性如下：
(1)最大輸出電流7.5a，是ti公司tps系列線性電源輸出電流最大之一，因此特別適用于adsp這類需要大電流驅(qū)動的芯片。
(2)可以提供固定1.5v、1.8v、2.5v、3.3v等典型電壓，對于特殊的電壓要求情況下，輸出可調(diào)節(jié)（tps75901），可以通過串聯(lián)適當(dāng)阻值的電阻來獲得需要的電壓值。
(3)可快速響應(yīng)線性電壓和負載電流的瞬態(tài)變化,在某些應(yīng)用中，通常要求dsp、mpu、mcu和pld必須迅速從省電的睡眠和待機狀態(tài)進入全工作模式。該系列l(wèi)do足以滿足上述應(yīng)用的需要。
(4)dropout電壓很低，大約幾百毫伏，輸出電流成正比。靜態(tài)電流很低，而且與輸出負載無關(guān)。(5)推薦工作條件是輸入電壓為2.8~5.5v，輸出電壓為1.22~5v，輸出電流為0~7.5a，工作溫度tj保證在-40~125℃范圍內(nèi)。
3信號處理系統(tǒng)的板級電源設(shè)計
設(shè)計中的信號處理系統(tǒng)電路板由外部統(tǒng)一提供5v和3.3v直流電源，電路板上的主要集成芯片包括1片cpld/fpga，5片dsp芯片，1片a/d和1片d/a轉(zhuǎn)換芯片，時鐘晶振及時鐘驅(qū)動和輸出驅(qū)動等。對于5v和3.3v模擬電壓和數(shù)字電壓直接由板外部供給；而對于cpld/fpga和dsp通常有一種以上的供電要求。采用altera公司的fpgaep1k100，它的輸入輸出供電電壓是3.3v，內(nèi)核供電電壓為2.5v，總負載電流小于1a；采用ad公司的dsp芯片adspts101，其供電電壓和電流的要求見表1，有至少兩種的電源要求。在選擇電壓調(diào)節(jié)器時一定要知道輸出電壓和最大負載電流，多芯片系統(tǒng)中，由于所需驅(qū)動電流較大，因此只有tps759xx這類大電流輸出電壓調(diào)節(jié)器能滿足要求。對于具有5片dsp芯片的系統(tǒng)，當(dāng)dsp滿負荷工作時的電流約為6.1a�？紤]信號處理系統(tǒng)所需，通過電壓調(diào)節(jié)器變壓得到的電壓應(yīng)是2.5v和1.2v，總負載電流小于7.5a，一片tps75901（或者tps75925）就可以滿足需要。若總負載電流大于7.5a時要增加tps759xx，否則將影響芯片的正常工作。
4信號處理系統(tǒng)中tps759xx應(yīng)用配置考慮
4.1對于輸出電壓可調(diào)節(jié)情況的電阻配置
對于固定輸出的tps75915(vo=1.5v)、tps75918(vo=1.8v)、tps75925(vo=2.5)、tps75933(vo=3.3)不需要配置電阻，對于輸出可調(diào)節(jié)的tps75901則需要配置外部電阻來得到需要的輸出電壓。圖2所示是tps95901典型應(yīng)用電路。
圖2tps75901電壓調(diào)節(jié)器典型應(yīng)用電路
輸出固定情況下，fb（pg）引腳用于指示輸出電壓的狀態(tài)。輸出可調(diào)節(jié)情況下，fb引腳用于電壓反饋輸入引腳，在vo和fb之間配置電阻可以獲得所需電壓。輸出電壓利用下式計算：vo=vref（1+r1/r2）這里內(nèi)部參考電壓vref=1.224v。選擇電阻r1和r2應(yīng)該保證分壓電流大約40μa。推薦選擇r2=30.1kω，r1根據(jù)輸出電壓的給定值來確定。r1的取值可由下面的式子計算而得：r1=(vo/vref-2)r2。
4.2濾波電容
為了保證輸入的穩(wěn)定性，在輸入電壓和地之間要連接瓷片電容（0.22~1μf），并且要盡量靠近輸入電壓引腳安裝。由于電源本身存在阻抗，會引起輸入電壓下降，當(dāng)降到一定程度，tps759xx將停止工作，因此最好和瓷片電容并聯(lián)一大電解電容，電容值的范圍為47~1000μf。
5信號處理系統(tǒng)pcb板電源設(shè)計考慮
所有的集成電路都
摘要首先介紹了tps759xx系列dc-dc電壓調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)和功能，然后闡述了多芯片信號處理系統(tǒng)電源設(shè)計的方法以及在pcb板設(shè)計中應(yīng)注意的問題，最后給出了多片系統(tǒng)供電電源的實現(xiàn)電路圖供讀者參考。
關(guān)鍵詞;ldo；電壓調(diào)節(jié)器；tps759xx；多芯片系統(tǒng)
1引言
在大型的通信信號處理系統(tǒng)和雷達信號處理系統(tǒng)中，隨著器件的規(guī)模不斷擴大，對電源的性能和功率及其外圍濾波電路的要求也越來越高，電源設(shè)計對于一個系統(tǒng)的能否正常工作起著至關(guān)重要的作用。
在實際應(yīng)用中，通常利用線性電源或者開關(guān)電源給整個系統(tǒng)供電，而對于每一塊獨立的電路板上的每一個集成芯片則需要dc-dc電壓調(diào)節(jié)器分別調(diào)節(jié)后供電。其中線性調(diào)節(jié)器的輸入電流接近于輸出電流，它的效率（輸出功率/輸入功率）接近于輸出/輸入電壓比。因此，壓差是一個非常重要的性能，因為更低的壓差意味著更高的效率。ldo（lowdropout）線性電壓調(diào)節(jié)器的低壓差特性有利于改善電路的總體效率，這里所介紹的tps759xx就是ldo線性電壓調(diào)節(jié)器。
2tps759xx系列電壓調(diào)節(jié)器概述
tps759xx系列是ti公司專門為dsp、asic和fpga等多芯片系統(tǒng)供電而設(shè)計的ldo線性穩(wěn)壓器，圖1是電路簡化原理框圖。tps759xx共有5個引腳，vin是輸入電壓，vout是輸出電壓，fb是電阻配置引腳，gnd是數(shù)字地，en是調(diào)壓使能引腳。
圖1tps759xx系列電壓調(diào)節(jié)器原理圖
tps759xx系列電壓調(diào)節(jié)器的主要特性如下：
(1)最大輸出電流7.5a，是ti公司tps系列線性電源輸出電流最大之一，因此特別適用于adsp這類需要大電流驅(qū)動的芯片。
(2)可以提供固定1.5v、1.8v、2.5v、3.3v等典型電壓，對于特殊的電壓要求情況下，輸出可調(diào)節(jié)（tps75901），可以通過串聯(lián)適當(dāng)阻值的電阻來獲得需要的電壓值。
(3)可快速響應(yīng)線性電壓和負載電流的瞬態(tài)變化,在某些應(yīng)用中，通常要求dsp、mpu、mcu和pld必須迅速從省電的睡眠和待機狀態(tài)進入全工作模式。該系列l(wèi)do足以滿足上述應(yīng)用的需要。
(4)dropout電壓很低，大約幾百毫伏，輸出電流成正比。靜態(tài)電流很低，而且與輸出負載無關(guān)。(5)推薦工作條件是輸入電壓為2.8~5.5v，輸出電壓為1.22~5v，輸出電流為0~7.5a，工作溫度tj保證在-40~125℃范圍內(nèi)。
3信號處理系統(tǒng)的板級電源設(shè)計
設(shè)計中的信號處理系統(tǒng)電路板由外部統(tǒng)一提供5v和3.3v直流電源，電路板上的主要集成芯片包括1片cpld/fpga，5片dsp芯片，1片a/d和1片d/a轉(zhuǎn)換芯片，時鐘晶振及時鐘驅(qū)動和輸出驅(qū)動等。對于5v和3.3v模擬電壓和數(shù)字電壓直接由板外部供給；而對于cpld/fpga和dsp通常有一種以上的供電要求。采用altera公司的fpgaep1k100，它的輸入輸出供電電壓是3.3v，內(nèi)核供電電壓為2.5v，總負載電流小于1a；采用ad公司的dsp芯片adspts101，其供電電壓和電流的要求見表1，有至少兩種的電源要求。在選擇電壓調(diào)節(jié)器時一定要知道輸出電壓和最大負載電流，多芯片系統(tǒng)中，由于所需驅(qū)動電流較大，因此只有tps759xx這類大電流輸出電壓調(diào)節(jié)器能滿足要求。對于具有5片dsp芯片的系統(tǒng)，當(dāng)dsp滿負荷工作時的電流約為6.1a。考慮信號處理系統(tǒng)所需，通過電壓調(diào)節(jié)器變壓得到的電壓應(yīng)是2.5v和1.2v，總負載電流小于7.5a，一片tps75901（或者tps75925）就可以滿足需要。若總負載電流大于7.5a時要增加tps759xx，否則將影響芯片的正常工作。
4信號處理系統(tǒng)中tps759xx應(yīng)用配置考慮
4.1對于輸出電壓可調(diào)節(jié)情況的電阻配置
對于固定輸出的tps75915(vo=1.5v)、tps75918(vo=1.8v)、tps75925(vo=2.5)、tps75933(vo=3.3)不需要配置電阻，對于輸出可調(diào)節(jié)的tps75901則需要配置外部電阻來得到需要的輸出電壓。圖2所示是tps95901典型應(yīng)用電路。
圖2tps75901電壓調(diào)節(jié)器典型應(yīng)用電路
輸出固定情況下，fb（pg）引腳用于指示輸出電壓的狀態(tài)。輸出可調(diào)節(jié)情況下，fb引腳用于電壓反饋輸入引腳，在vo和fb之間配置電阻可以獲得所需電壓。輸出電壓利用下式計算：vo=vref（1+r1/r2）這里內(nèi)部參考電壓vref=1.224v。選擇電阻r1和r2應(yīng)該保證分壓電流大約40μa。推薦選擇r2=30.1kω，r1根據(jù)輸出電壓的給定值來確定。r1的取值可由下面的式子計算而得：r1=(vo/vref-2)r2。
4.2濾波電容
為了保證輸入的穩(wěn)定性，在輸入電壓和地之間要連接瓷片電容（0.22~1μf），并且要盡量靠近輸入電壓引腳安裝。由于電源本身存在阻抗，會引起輸入電壓下降，當(dāng)降到一定程度，tps759xx將停止工作，因此最好和瓷片電容并聯(lián)一大電解電容，電容值的范圍為47~1000μf。
5信號處理系統(tǒng)pcb板電源設(shè)計考慮
所有的集成電路都
關(guān)鍵詞;ldo；電壓調(diào)節(jié)器；tps759xx；多芯片系統(tǒng)
1引言
在大型的通信信號處理系統(tǒng)和雷達信號處理系統(tǒng)中，隨著器件的規(guī)模不斷擴大，對電源的性能和功率及其外圍濾波電路的要求也越來越高，電源設(shè)計對于一個系統(tǒng)的能否正常工作起著至關(guān)重要的作用。
在實際應(yīng)用中，通常利用線性電源或者開關(guān)電源給整個系統(tǒng)供電，而對于每一塊獨立的電路板上的每一個集成芯片則需要dc-dc電壓調(diào)節(jié)器分別調(diào)節(jié)后供電。其中線性調(diào)節(jié)器的輸入電流接近于輸出電流，它的效率（輸出功率/輸入功率）接近于輸出/輸入電壓比。因此，壓差是一個非常重要的性能，因為更低的壓差意味著更高的效率。ldo（lowdropout）線性電壓調(diào)節(jié)器的低壓差特性有利于改善電路的總體效率，這里所介紹的tps759xx就是ldo線性電壓調(diào)節(jié)器。
2tps759xx系列電壓調(diào)節(jié)器概述
tps759xx系列是ti公司專門為dsp、asic和fpga等多芯片系統(tǒng)供電而設(shè)計的ldo線性穩(wěn)壓器，圖1是電路簡化原理框圖。tps759xx共有5個引腳，vin是輸入電壓，vout是輸出電壓，fb是電阻配置引腳，gnd是數(shù)字地，en是調(diào)壓使能引腳。
圖1tps759xx系列電壓調(diào)節(jié)器原理圖
tps759xx系列電壓調(diào)節(jié)器的主要特性如下：
(1)最大輸出電流7.5a，是ti公司tps系列線性電源輸出電流最大之一，因此特別適用于adsp這類需要大電流驅(qū)動的芯片。
(2)可以提供固定1.5v、1.8v、2.5v、3.3v等典型電壓，對于特殊的電壓要求情況下，輸出可調(diào)節(jié)（tps75901），可以通過串聯(lián)適當(dāng)阻值的電阻來獲得需要的電壓值。
(3)可快速響應(yīng)線性電壓和負載電流的瞬態(tài)變化,在某些應(yīng)用中，通常要求dsp、mpu、mcu和pld必須迅速從省電的睡眠和待機狀態(tài)進入全工作模式。該系列l(wèi)do足以滿足上述應(yīng)用的需要。
(4)dropout電壓很低，大約幾百毫伏，輸出電流成正比。靜態(tài)電流很低，而且與輸出負載無關(guān)。(5)推薦工作條件是輸入電壓為2.8~5.5v，輸出電壓為1.22~5v，輸出電流為0~7.5a，工作溫度tj保證在-40~125℃范圍內(nèi)。
3信號處理系統(tǒng)的板級電源設(shè)計
設(shè)計中的信號處理系統(tǒng)電路板由外部統(tǒng)一提供5v和3.3v直流電源，電路板上的主要集成芯片包括1片cpld/fpga，5片dsp芯片，1片a/d和1片d/a轉(zhuǎn)換芯片，時鐘晶振及時鐘驅(qū)動和輸出驅(qū)動等。對于5v和3.3v模擬電壓和數(shù)字電壓直接由板外部供給；而對于cpld/fpga和dsp通常有一種以上的供電要求。采用altera公司的fpgaep1k100，它的輸入輸出供電電壓是3.3v，內(nèi)核供電電壓為2.5v，總負載電流小于1a；采用ad公司的dsp芯片adspts101，其供電電壓和電流的要求見表1，有至少兩種的電源要求。在選擇電壓調(diào)節(jié)器時一定要知道輸出電壓和最大負載電流，多芯片系統(tǒng)中，由于所需驅(qū)動電流較大，因此只有tps759xx這類大電流輸出電壓調(diào)節(jié)器能滿足要求。對于具有5片dsp芯片的系統(tǒng)，當(dāng)dsp滿負荷工作時的電流約為6.1a。考慮信號處理系統(tǒng)所需，通過電壓調(diào)節(jié)器變壓得到的電壓應(yīng)是2.5v和1.2v，總負載電流小于7.5a，一片tps75901（或者tps75925）就可以滿足需要。若總負載電流大于7.5a時要增加tps759xx，否則將影響芯片的正常工作。
4信號處理系統(tǒng)中tps759xx應(yīng)用配置考慮
4.1對于輸出電壓可調(diào)節(jié)情況的電阻配置
對于固定輸出的tps75915(vo=1.5v)、tps75918(vo=1.8v)、tps75925(vo=2.5)、tps75933(vo=3.3)不需要配置電阻，對于輸出可調(diào)節(jié)的tps75901則需要配置外部電阻來得到需要的輸出電壓。圖2所示是tps95901典型應(yīng)用電路。
圖2tps75901電壓調(diào)節(jié)器典型應(yīng)用電路
輸出固定情況下，fb（pg）引腳用于指示輸出電壓的狀態(tài)。輸出可調(diào)節(jié)情況下，fb引腳用于電壓反饋輸入引腳，在vo和fb之間配置電阻可以獲得所需電壓。輸出電壓利用下式計算：vo=vref（1+r1/r2）這里內(nèi)部參考電壓vref=1.224v。選擇電阻r1和r2應(yīng)該保證分壓電流大約40μa。推薦選擇r2=30.1kω，r1根據(jù)輸出電壓的給定值來確定。r1的取值可由下面的式子計算而得：r1=(vo/vref-2)r2。
4.2濾波電容
為了保證輸入的穩(wěn)定性，在輸入電壓和地之間要連接瓷片電容（0.22~1μf），并且要盡量靠近輸入電壓引腳安裝。由于電源本身存在阻抗，會引起輸入電壓下降，當(dāng)降到一定程度，tps759xx將停止工作，因此最好和瓷片電容并聯(lián)一大電解電容，電容值的范圍為47~1000μf。
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