CN102332815A - 一种抑制模数转换噪声的方法及电路 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于电子电路领域，提供了一种抑制模数转换噪声的方法及电路，所述方法包括以下步骤：开关式DC/DC变换器输出与PWM信号同步的控制信号；同步器将所述控制信号转换成与PWM信号同步的ADC启动信号；由ADC启动信号控制模数转换器进行模数转换。在本发明的实施例中，通过开关式DC/DC变换器输出与PWM信号同步的控制信号，同步器根据同步信号产生ADC启动信号，控制模数转换器进行模数转换。这样，使得模数转换器的采样周期等于PWM周期或者其整数倍，并且采样时刻对应PWM周期内的某一固定时刻。通过模数转换时刻同步于DC/DC变换器开关信号的方法来减小开关噪声对AD转换的影响，从而实现主动降噪。

Description

一种抑制模数转换噪声的方法及电路
技术领域
本发明属于电子电路领域，尤其涉及一种抑制模数转换噪声的方法及电路。
背景技术
开关式DC/DC变换器直接为模数转换器供电时，往往由于噪声太大，而导致性能大幅下降。这种噪声至少有两种来源：1、通过电源纹波直接进入模数转换器的噪声；2、由于磁耦合效应引起的噪声。
为解决噪声问题，现有方法分为以下两方面：一方面，进行电路板布线时，必须防止这些磁场与关键信号耦合；或者，另一方面，利用图1所示的电路方案来减小开关式DC/DC转换器所产生的噪声。参阅图1，通过使用多个降压级为ADC的线性稳压电源，并在多个线性稳压电源之后采用LDO(Low Dropout regulator低压差线性稳压器)。这样会增加电路复杂程度，并且由于采用线性稳压电源，使得损耗增加，降低了电源效率。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例的目的在于提供一种抑制模数转换噪声的方法。
本发明实施例是这样实现的，一种抑制模数转换噪声的方法，所述方法包括以下步骤：
开关式DC/DC变换器输出与PWM信号同步的控制信号；
同步器将所述控制信号转换成与PWM信号同步的ADC启动信号；
由ADC启动信号控制模数转换器进行模数转换。
进一步地，所述方法还包括：
使模数转换器的采样周期等于PWM周期或者是PWM周期的整数倍，并且采样时刻对应PWM周期内的某一固定时刻。
本发明实施例的另一目的在于提供一种抑制模数转换噪声的装置，所述装置包括：主电源、开关式DC/DC变换器、模数转换器以及同步器，
所述主电源的输出端与开关式DC/DC变换器相连，所述开关式DC/DC变换器的输出端分别与模数转换器、同步器相连，所述同步器的输出端与所述模数转换器相连。
进一步地，所述模数转换器的采样周期等于PWM周期或者是PWM周期的整数倍，并且采样时刻对应PWM周期内的某一固定时刻。
在本发明的实施例中，通过开关式DC/DC变换器输出与PWM信号同步的控制信号(同步信号)，同步器根据同步信号产生与PWM信号同步的ADC启动信号，控制模数转换器进行模数转换。通过上述方法，使得模数转换器的采样周期等于PWM周期或者是PWM周期的整数倍，并且采样时刻对应PWM周期内的某一固定时刻。通过模数转换时刻同步于DC/DC变换器开关信号的方法来减小开关噪声对AD转换的影响，从而实现主动降噪。
附图说明
图1是现有技术提供的DC/DC转换器的减噪装置的原理框图；
图2是现有技术提供的DC/DC转换器的减噪装置的Buck拓扑原理图；
图3是现有技术提供的DC/DC转换器的减噪装置的开关状态电路原理图；
图4是现有技术提供的DC/DC转换器的减噪装置的连续工作模式下各节点电压、电流的的波形图；
图5是本发明实施例提供的抑制模数转换噪声的装置的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的模数转换与PWM时序图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图5示出了本发明实施例提供的抑制模数转换噪声的装置的结构，
开关电源由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成，利用现代电力电子技术，通过控制开关晶体管（MOSFET）开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压。由于开关晶体管的开通与关断是周期性的，造成功率拓扑各节点电压或电流的周期性变化，由此产生的稳态情况下的电源输出电压纹波与磁耦合效应引起的噪声，也会随着开关晶体管的开通与关断的周期呈规律性变化。以Buck拓扑为例进行稳态分析，图2、图3分别表示的是Buck拓扑结构、开关状态与连续工作模式下各节点电压、电流的的波形。开关电源的输出电压也是随开关周期而有规律波动的。通过模数转换时刻同步于DC/DC变换器开关信号的方法来减小开关噪声对AD转换的影响，从而实现主动降噪。
参阅图5，主电源与开关式DC/DC变换器相连，所述开关式DC/DC变换器分别与模数转换器、同步器相连。所述同步器与所述模数转换器相连。
开关式DC/DC变换器输出与PWM信号（对应图2中Drive Circuit的输出信号）同步的控制信号(同步信号)，同步器根据所述控制信号产生与PWM信号同步的ADC启动信号，由ADC启动信号控制模数转换器进行模数转换。在此过程中，同步器的具体作用是把控制信号（同步信号）转换成ADC启动信号，ADC启动信号的作用是启动模数转换。通过上述方法，使得模数转换器的采样周期等于PWM周期或者是PWM周期的整数倍，并且采样时刻对应PWM周期内的某一固定时刻。
图6中ADC_ST即根据本发明所述降噪方法设计的模数转换启动信号，图5中的开关电源采用图2所示的Buck拓扑，Buck变换器输出与PWM信号同步的信号PWM_SYN，同步器进而根据PWM_SYN产生与PWM信号同步的ADC启动信号ADC_ST启动模数转换，模数转换器的采样周期等于3倍的PWM周期，并且采样时刻对应PWM周期内开关导通过程的中间时刻。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种抑制模数转换噪声的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
开关式DC/DC变换器输出与PWM信号同步的控制信号；
同步器将所述控制信号转换成与PWM信号同步的ADC启动信号；
由ADC启动信号控制模数转换器进行模数转换。
2.根据权利要求1所述的抑制模数转换噪声的方法，其特征在于，所述方法还包括：
使模数转换器的采样周期等于PWM周期或者是PWM周期的整数倍，并且采样时刻对应PWM周期内的某一固定时刻。
3.一种抑制模数转换噪声的电路，其特征在于，所述装置包括：主电源、开关式DC/DC变换器、模数转换器以及同步器，
所述主电源的输出端与开关式DC/DC变换器相连，所述开关式DC/DC变换器的输出端分别与模数转换器、同步器相连，所述同步器的输出端与所述模数转换器相连。
4.根据权利要求3所述的抑制模数转换噪声的电路，其特征在于，所述模数转换器的采样周期等于PWM周期或者是PWM周期的整数倍，并且采样时刻对应PWM周期内的某一固定时刻。
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