在一篇LDO根底常识博文中,我评论了运用低压差稳压器(LDO)过滤因开关形式电源导致的纹波电压。但是,这不是取得净化直流电源唯一要考虑的工作。因为LDO是电子设备,它们本身也会生成必定数量的噪声。挑选运用低噪声LDO和采纳过程削减内部噪声,都可以在不危害体系功用的一起构成净化电源轨的不可分割的办法。
辨认噪声
抱负的LDO具有没有沟通元件的电压轨。但缺陷在于LDO会和其他电子设备相同生成本体噪声。图 1 显现了这种噪声在时刻域中的体现。
在时刻域中进行剖析是困难的。因而,有两个首要方法来查验噪声:跨过整个频谱,和作为归纳值。
您可以运用频谱剖析东西来辨认LDO输出线路中的各种沟通元件。(运用陈述,“怎么丈量LDO噪声,”介绍了丰厚的噪声丈量常识。) 图 2
制作了1A低噪声LDO TPS7A91的输出噪声。
如您从各种曲线看到的那样,输出噪声(以每平方根赫兹[μV/
Hz]来表明)会集在频谱低端。该噪声大部分出自内部参阅电压,以及差错放大器FET和电阻分压器。
剖析跨过整个频谱的输出噪声,能协助咱们确认感兴趣噪声规模的噪声曲线。例如,音响运用设计师很重视人耳可闻频率(20Hz到20kHz),而电源噪声或许使声响质量下降。
在进行苹果设备之间的比较时,数据表一般供给的是单一、归纳噪声值。输出噪声一般是归纳10Hz到100kHz的噪声,用微伏均方根(μVRMS)表明。(各厂商还将归纳来自100Hz到100kHz的噪声,或许归纳来自自定义频率规模的噪声。根据所选频率规模进行归纳,有助屏蔽不讨人喜欢的噪音特点,因而,查看除归纳值外的噪声曲线很重要。)图
2 显现了对应各曲线的归纳噪声值。德州仪器供给的LDO系列归纳噪声值低至3.8μVRMS。
降噪
除挑选低噪声质量的LDO外,您还可以选用几种技能来保证您的LDO具有最低噪声特性。这些技能包含运用降噪和前馈电容器。我将在下一篇博文中讨论运用前馈电容器。
降噪电容器
TI的许多低噪声LDO系列都具有专门用作“NR/SS”的专用引脚,如图 3 所示。
该引脚的功用有两个:它用于过滤来自内部参阅电压的噪声,及下降发动过程中的压摆率或启用LDO。
为该引脚添加一个电容器(CNR/SS),就可以构成具有内部电阻的RC滤波器,有助于把由参阅电压生成的无用噪声分流。因为参阅电压是噪声的首要来历,添加电容可推送左边低通滤波器的截止频率。图
4 显现了该电容器对输出噪声的效果成果。
如图 4 所示,更高的CNR/SS值会发生更抱负的噪声值。当到达某个点后,再添加电容值也不再可以下降噪声。其他噪声来自差错放大器和FET等。
添加电容器还在发动期间构成了电阻电容推迟,这将使输出电压以较低速率上升。当输出或负荷中呈现了大容量电容,有利的做法是下降发动电流。
等式 1 中发动电流等于:
为下降发动电流,您有必要减小输出电容或下降压摆率。幸亏,CNR/SS 有助完成后者,如图 5 TPS7A85所示。
如您所见,添加CNR/SS值会延伸发动时刻,可防止呈现尖峰发动电流和潜在或许触发电流值到达极限的状况。
概要
低噪声LDO关于保证净化直流电源至关重要。挑选具有低噪声特点的LDO和合理运用都不容忽视,这样才干保证尽量净化的输出。运用NR/SS电容器有两个长处:它可协助您操控压摆率和过滤参阅噪声。欲更多了解有关LDO的见地,请参阅LDO根底系列中的其他博文。
其他资源:
· 阅览LDO根底常识:噪声 – 第2部分
· 下载遍及运用于工业、个人电子设备、通讯设备和轿车等运用的LDO和线性稳压器的快速参阅攻略。
· 观看视频,“净化您的电源:运用低噪声LDO”,探秘TI超低噪声LDO解决方案怎么可以轻松高效地为最活络的负荷供电。