理解線(xiàn)性穩壓器噪聲的混合電源

圖1中的簡(jiǎn)化框圖顯示了在一個(gè)LDO生成主噪聲，元件具體地，溫度補償的電壓基準(“帶隙”)，該電阻分壓器，運算放大器的輸入級，并且在較小的程度時(shí)，FET。

帶隙是噪音的主要來(lái)源。減小此噪聲的一種方法是減小LDO內的誤差放大器的帶寬。這確實(shí)具有降低器件的瞬態(tài)響應的缺點(diǎn)。包括一個(gè)大的內部電阻和外部電容器 - - 可替代地，該噪聲可以通過(guò)增加一個(gè)大的低通濾波器(LPF)來(lái)消除在帶隙輸出，以使小的噪聲使得它到增益級(這同樣過(guò)濾器還改善了PSRR)。

電阻分壓器網(wǎng)絡(luò )是另一個(gè)貢獻者LDO的總噪聲。這個(gè)噪聲是在熱性質(zhì)，從而增加隨著(zhù)溫度的升高。電阻分壓器被連接到LDO的差動(dòng)放大器的輸入，由成比例的量的調節器的閉環(huán)增益放大噪聲。

差分放大器本身構成噪聲的LDO產(chǎn)生最終顯著(zhù)源。放大器典型地設計成使輸入級具有大量增益。因此，從在位于輸入級之后的信號路徑裝置未來(lái)任何噪聲由輸入級的增益衰減，在介回輸入。還有就是內部電路可以做，以減少這種來(lái)源的噪音之外什么都沒(méi)有。

所有的主噪聲源(帶隙，電阻分壓器，和運放輸入級)被連接到差分放大器的輸入端，因此不被任何內部增益衰減。出人意料的，電源旁路FET，通常占至少一半的LDO的總裸片面積，不出力，因為它缺乏增益的噪音。

用于從一個(gè)給定的LDO估計輸出噪聲的過(guò)程是首先參閱每個(gè)噪聲貢獻者運算放大器輸入。例如，要查找從通FET的工程師首先需要除以它和運算放大器輸入端之間存在的開(kāi)環(huán)增益的噪聲貢獻的噪音。該增益通常是相當大的，確保從通FET的噪聲貢獻通常是可以忽略不計。

許多工程師選擇不從頭設計一個(gè)LDO，而是寧愿從廣泛的可用成熟的模塊化解決方案中進(jìn)行選擇。盡管如此，它仍然是非常重要的，以確定模塊化LDO將多少噪聲添加到混合電源。

盡管LDO的制造商往往傾向于兜售PSRR為抑制噪聲的關(guān)鍵性能數據，通過(guò)仔細閱讀數據表的工程師將會(huì )發(fā)現通過(guò)設備本身有多大的噪音產(chǎn)生過(guò)相關(guān)的頻率信息的小字范圍內。

此信息通常表示兩種方式。第一是總(集成)輸出噪聲(在μVRMS)，這是頻譜噪聲密度集成在一個(gè)有限的頻率范圍內的RMS值。第二中示出的頻譜噪聲密度曲線(xiàn)(以μV/√Hz的)，這是噪聲密度與頻率的曲線(xiàn)的形式。圖3顯示了來(lái)自德州儀器的TPS717xx系列線(xiàn)性穩壓器的數據表信息。的TPS71733，例如，提供了從高達6.5 V的輸入的3.3 V輸出150毫安，并且具有30μVRMS噪聲等級在100赫茲至100千赫茲的范圍。

德州儀器的TPS717xx LDO頻譜噪聲密度曲線(xiàn)的圖像

圖3：PSRR，從數據表TI的TPS717xx LDO總輸出噪聲和頻譜噪聲密度曲線(xiàn)。

由于單個(gè)數字指定的總輸出噪聲電壓，它是用于比較目的非常有用的。然而，當不同的LDO噪聲規范進(jìn)行比較時(shí)，重要的是，該比較是在相同的頻率范圍，并在同一輸出電壓和電流值。

低噪聲LDO

有一些在市場(chǎng)上非常低噪聲LDO。例如，凌力爾特的LT3090 - 它提供了一個(gè)032 V電壓高達600 mA的輸出從1.5到36 V電源 - 有18μVRMS(見(jiàn)圖4)的噪聲水平。

凌力爾特的圖的低噪聲LDO LT3090

圖4：凌力爾特的低噪聲LDO LT3090。

Maxim的MAX8510可以從可達6 V的裝置的噪聲等級為11μVRMS在100赫茲至100千赫茲范圍的輸入電壓產(chǎn)生高達10的電壓輸出，范圍從1.5到4.5伏，在高達120毫安。

就其本身而言，飛兆半導體提供FAN25800，它被指定為8μVRMS噪音等級在10 Hz到100 kHz的范圍內。該LDO工作在高達5.5 V的輸入，并提供2.8 V輸出，高達250 mA的電流。

兩者的PSRR和LDO噪聲是重要的指標選擇一個(gè)LDO的混合動(dòng)力車(chē)-電源時(shí)也可以考慮。當比較裝置，它選擇具有一個(gè)良好的PSRR的產(chǎn)物，以及考慮的頻率范圍通過(guò)其相關(guān)聯(lián)的開(kāi)關(guān)穩壓器將操作，以確保它與LDO的最佳PSRR一致是重要的。然而，同樣重要的是要考慮有多少噪音LDO本身產(chǎn)生。有在選擇該平滑的電壓和電流波動(dòng)從開(kāi)關(guān)穩壓器，如果輸出供應由LDO自身內部產(chǎn)生的噪音，那么損壞的設備的小點(diǎn)。