导言
便携产品电源规划需求体系级思想,在开发由电池供电的设备时,比如手机、MP3、PDA、PMP、DSC等低功耗产品,假如电源体系规划不合理,将影响到整个体系的架构、产品的特性组合、元件的挑选、软件的规划和功率分配。相同,在体系规划中,也要从节约电池能量的视点动身多加考虑。带有使能操控的低压差线性稳压器(LDO)是不错的挑选。
射频电路的电源要求
大多数蜂窝电话基带芯片组射频电路需求三组电源:以满意数字电路、模仿电路和外设接口电路的需求。基带处理器的数字电路供电电压的典型值为1.8V至2.6V,一般情况下,Li离子电池电压降至3.2V-3.3V时电话将被封闭,LDO至少有500至600mV的压差,对压差要求不高。别的,数字电路自身对LDO的输出噪声和PSRR(电源按捺比)的要求也不高,只要求在轻载条件下具有极低的静态电流。
基带处理器内部模仿电路供电电压典型值是2.4V至3.0V,压差在200mV至600mV。要求LDO具有较高的低频(GSM电话为217Hz)纹波按捺才能,消除由RF功率扩大器发生的电池电压纹波,相同需求较低的静态电流目标。
RF电路的接纳和发送两部分的供电电压典型值为2.6V至3.0V,其间低噪声扩大器(LNA)、混频器、锁相环(PLL)、压控振荡器(VCO)和中频(IF)电路需求低噪声、高PSRR的LDO。实践运用中,VCO、PLL电路的功能直接影响射频电路目标,如发射频谱的纯度、接纳器的挑选性、模仿收发器的噪声、数字电路的相位误差等。噪声会改动振荡器的相频和幅频特性,一起振荡器环路也会进一步扩大噪声,可能对载波发生调制。
LDO的噪声和电源按捺比
LDO是一种微功耗的低压差线性稳压器,它具有极低的自有噪声和较高的电源按捺比。线性稳压器的框图如图1所示。
图1线性稳压器框图
PSRR是反映输出和输入频率相同的条件下,LDO输出对输入纹波按捺才能的沟通参数。它和噪声不同,噪声通常是指在10Hz至100kHz频率范围内的搅扰。PSRR(dB)的表达式如下:
PSRR=20log(△Vin/△Vout)(1)
图2线性稳压器输入和输出改变
图2为SGM2007在CBP=0.01mF,ILOAD=50mA,COUT=1mF,f=10KHz时的输出和输入的电压改变曲线。
由式(1)求得PSRR=20log(△Vin/△Vout)=60(dB),当输入改变1V时,输出改变1mV,可见LDO纹波按捺才能仍是很强的。
LDO的输出噪声受其内部规划和外部旁路、补偿电路的影响。图1所示,导致LDO输出噪声的首要来历是基准源,由基准发生的噪声在输出端被扩大。输出噪声Vn的表达式如下:
Vn=(R1+R2)/R2mes;Vref(2)
基准源旁路电容CBP可影响基准噪声,增大旁路电容能够使基准噪声下降。主张运用陶瓷电容的典型值为470pF到0.01mF。旁路电容会对LDO输出电压上升的速度发生影响,旁路电容值越大,输出电压上升速率越慢,在运用时要注意。
影响LDO输出噪声的其它要素还有:LDO内部极点、零点和输出极点及负载的巨细。增大输出电容的容量或减轻输出负载有利于下降高频输出噪声。图3为旁路电容CBP对SGM2007输出噪声的影响。
图3基准旁路电容对输出噪声值的影响
图4为基准旁路电容对SGM2007PSRR影响,可见增大旁路电容会在必定频率上进步PSRR的值。
图4基准旁路电容对PSRR值的影响
LDO需求衔接外部输入和输出电容器。运用较低等效串联电阻(ESR)的大容量电容器一般能够全面改进电源PSRR、噪声以及瞬态呼应。陶瓷电容器通常是首选,由于它的价格低而且毛病形式是断路,相比之下钽电容器比较贵重而且毛病形式是短路而不被选用。输出电容器的ESR会影响其稳定性,陶瓷电容器具有较低的ESR,大约为10mΩ量级。选用陶瓷电容时,主张运用X5R和X7R电介质资料,这是由于它们具有较好的温度稳定性。图5和图6分别为输出电容Cout对SGM2007输出噪声和PSRR的影响。可见大电容器一般在必定频率范围内会下降输出噪声和进步PSRR值。
图6输出电容对PSRR值的影响
结语
为射频电路挑选LDO时,要稳重比较噪声目标和PSRR,保证基准旁路电容、输出电容和负载条件共同。圣邦微电子公司的SGM2007低压差线性稳压器在10Hz至100kHz频率范围内的输出噪声为30mV(RMS),在1kHz的频率下PSRR高达73dB,它能够为比如RF接纳器和发送器、压控振荡器和音频扩大器等对噪声灵敏的模仿电路的供电供给低噪声、高电源纹波按捺比和快速瞬态呼应。而且SGM2007的输入电压在2.5V~5.5V之间,合适蓝牙数码相机和个人数字助理,以及比如无线和高端音频产品等单个锂电池供电或固定3.3V和5V体系。