โครงสร้างภายในของแหล่งจ่ายไฟแบบควบคุมเชิงเส้นนั้นเรียบง่าย วงจรป้อนกลับสั้น ดังนั้นเสียงรบกวนจึงน้อย และการตอบสนองชั่วคราวนั้นรวดเร็ว (เมื่อแรงดันเอาต์พุตเปลี่ยนแปลง การชดเชยจะเร็ว) แต่เนื่องจากความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างอินพุตและเอาต์พุตทั้งหมดตกอยู่ที่ MOSFET ประสิทธิภาพของมันจึงต่ำ ดังนั้นโดยทั่วไปแล้วตัวควบคุมเชิงเส้นจะถูกใช้ในงานที่มีกระแสไฟฟ้าน้อยและต้องการความแม่นยำของแรงดันไฟฟ้าสูง
แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งมีโครงสร้างภายในที่ซับซ้อน มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพสัญญาณรบกวนของแรงดันเอาต์พุต และวงจรป้อนกลับมีความยาว ดังนั้นประสิทธิภาพสัญญาณรบกวนจึงต่ำกว่าแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมเชิงเส้น และการตอบสนองชั่วคราวจะช้า อย่างไรก็ตาม ตามโครงสร้างของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง MOSFET อยู่ในสองสถานะ: เปิดอย่างเต็มที่และปิดอย่างสมบูรณ์ ยกเว้นพลังงานที่ใช้โดย MOSFET ขับและความต้านทานภายในของ MOSFET พลังงานอื่นๆ ทั้งหมดจะถูกใช้สำหรับเอาต์พุต (ในทางทฤษฎี L และ C จะไม่ถูกใช้ไป) พลังงานแม้ว่าจะไม่เป็นเช่นนั้น แต่ก็ใช้พลังงานเพียงเล็กน้อย)
ส่วนนี้อธิบายความเข้าใจผิดบางประการเกี่ยวกับสัญญาณความเร็วสูง
1. ความเร็วสูงจะดูที่ขอบสัญญาณ ไม่ใช่ความถี่สัญญาณนาฬิกา
1) พูดโดยทั่วไป ถ้าความถี่สัญญาณนาฬิกาสูง ขอบขาขึ้นของสัญญาณจะเร็ว ดังนั้นโดยทั่วไปเราถือว่าเป็นสัญญาณความเร็วสูง แต่สิ่งที่ตรงกันข้ามไม่จำเป็นต้องเป็นความจริง หากความถี่สัญญาณนาฬิกาต่ำ หากขอบของสัญญาณที่เพิ่มขึ้นยังคงเร็วอยู่ ก็ควรใช้เช่นกัน ถือว่าเป็นสัญญาณความเร็วสูง ตามทฤษฎีสัญญาณ ขอบที่เพิ่มขึ้นของสัญญาณมีข้อมูลความถี่สูง (โดยใช้การแปลงฟูริเยร์ นิพจน์เชิงปริมาณสามารถหาได้) ดังนั้น เมื่อขอบที่เพิ่มขึ้นของสัญญาณมีความชันมาก เราควรถือว่ามันสูง สัญญาณความเร็ว ถ้าออกแบบไม่ดี มีโอกาสขึ้น ขอบช้าเกินไป มีโอเวอร์ชูต โอเวอร์ชูต และเสียงเรียกเข้า ตัวอย่างเช่น สัญญาณ I2C ในโหมดความเร็วสูงถูกโอเวอร์คล็อกที่ 1MHz แต่สเปคของมันต้องการเวลาขึ้นหรือลงไม่เกิน 120ns! มีหลายกระดานที่ I2C ไม่ผ่าน!
2) ดังนั้นเราควรให้ความสำคัญกับแบนด์วิธของสัญญาณ ตามสูตรเชิงประจักษ์ ความสัมพันธ์ระหว่างแบนด์วิดท์และเวลาที่เพิ่มขึ้น (10 เปอร์เซ็นต์ ~90 เปอร์เซ็นต์ ) คือ Fw * Tr=3.5
2. การเลือกออสซิลโลสโคป
1) หลายคนให้ความสนใจกับอัตราการสุ่มตัวอย่างของออสซิลโลสโคป แต่ไม่ใช่แบนด์วิธของออสซิลโลสโคป แต่บ่อยครั้งที่แบนด์วิธของออสซิลโลสโคปเป็นตัวแปรที่สำคัญกว่า บางคนคิดว่าตราบใดที่อัตราการสุ่มตัวอย่างออสซิลโลสโคปมากกว่าสองเท่าของความถี่สัญญาณนาฬิกา นี่เป็นความผิดพลาดครั้งใหญ่ สาเหตุของข้อผิดพลาดคือความเข้าใจที่ผิดเกี่ยวกับทฤษฎีบทการสุ่มตัวอย่าง ทฤษฎีบทการสุ่มตัวอย่าง 1 กล่าวว่าเมื่อความถี่ในการสุ่มตัวอย่างมากกว่าสองเท่าของแบนด์วิธสูงสุดของสัญญาณ สัญญาณเดิมสามารถกู้คืนได้อย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม สัญญาณที่ทฤษฎีบทการสุ่มตัวอย่างอ้างถึงนั้นเป็นสัญญาณที่จำกัดแบนด์ (แบนด์วิธถูกจำกัด) ซึ่งไม่สอดคล้องกับสัญญาณในความเป็นจริงอย่างมาก สัญญาณดิจิตอลทั่วไปของเรา ยกเว้นนาฬิกา ไม่ใช่สัญญาณเป็นระยะ จากมุมมองระยะยาว สเปกตรัมความถี่ของพวกมันกว้างอย่างไม่มีที่สิ้นสุด เพื่อจับสัญญาณความเร็วสูง พวกเขาไม่สามารถบิดเบือนส่วนประกอบความถี่สูงได้มากเกินไป เมตริกแบนด์วิธของออสซิลโลสโคปมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับสิ่งนี้ ดังนั้น ข้อกังวลที่แท้จริงก็คือการบิดเบือนขอบที่เพิ่มขึ้นของสัญญาณที่จับด้วยออสซิลโลสโคปนั้นอยู่ในช่วงที่เรายอมรับได้
2) ออสซิลโลสโคปแบนด์วิธสูงชนิดใดที่เหมาะสม ในทางทฤษฎี สัญญาณที่จับโดยออสซิลโลสโคปที่มีแบนด์วิธของสัญญาณ 5 เท่าจะสูญเสียน้อยกว่า 3 เปอร์เซ็นต์ของสัญญาณดั้งเดิม หากต้องการการสูญเสียที่ผ่อนปรนมากขึ้น สามารถเลือกออสซิลโลสโคประดับล่างได้ การใช้ออสซิลโลสโคปที่มีแบนด์วิธสัญญาณ 3 เท่าน่าจะเพียงพอสำหรับความต้องการส่วนใหญ่ แต่อย่าลืมแบนด์วิธของโพรบของคุณ!
