当提到给那些对噪声灵敏的模仿 / RF 运用供电时，低压差 (LDO) 线性稳压器一般比功用相同的开关稳压器更受用户的喜爱。低噪声 LDO 可为很多的模仿 / RF 规划供电，包含频率合成器 (PLL / VCO)、RF 混频器和调制器、高速和高分辨率数据转换器 (ADC 和 DAC) 以及高精度传感器。可是，这些运用关于功用和灵敏度的要求现已开端逐渐检测着传统低噪声 LDO 的功用极限。
例如，在许多高端 VCO 中，电源噪声直接影响着 VCO 输出相位噪声 (颤动)。并且，为了满意全体体系功率要求，LDO 一般对噪声相对较大的开关转换器之输出进行后置稳压，因而 LDO 的高频电源按捺比 (PSRR) 功用变得至关重要。凭仗其超低输出噪声和超高 PSRR 功用，LT®3042 能够直接为某些对噪声最为灵敏的运用供电，一起对开关转换器的输出施行后置稳压，并不需求巨大的滤波电路。表 1 比较了 LT3042 与传统低噪声稳压器的噪声功用。
LT3042 可为高功用电子线路供给无噪声的电源
高功用、巩固性和简单性
LT3042 是一款高功用低压差线性稳压器，其选用凌力尔特的超低噪声和超高 PSRR 架构认为对噪声灵敏的运用供电。LT3042 虽然具有高功用，但其一起也坚持了简单性和巩固性。图 1 为该器材的一款典型运用电路，图 2 则示出一个完好的演示电路。LT3042 的纤巧型 3mm x 3mm DFN 封装和极低的组件要求可使全体解决计划尺度坚持细巧。
表 1：LT3042 与传统低噪声 LDO 的比较
图 1：LT3042 的典型运用
图 2：LT3042 演示电路
LT3042 被规划为一款后随高功用电压缓冲器的高精度电流基准，其可容易地经过并联以添加输出电流、在 PCB 上散播热量并进一步下降噪声，输出噪声的降幅为并联器材数目的平方根。该器材根据电流基准的架构可供给宽输出电压规模 (0V 至 15V) 并坚持单位增益运作，然后获得了简直稳定的输出噪声、PSRR、带宽和负载调理，这与编程输出电压无关。
除了供给超低噪声和超高 PSRR 功用之外，LT3042 还具有新式体系中希望的特性，例如：可编程电流限值、可编程电源杰出门限和快速发动才干。此外，LT3042 还内置了针对电池供电型体系的维护功用。其反向输入维护电路可耐受输入端上的负电压，并不会损坏 IC 或在输出端上产生负电压，效果基本上就像衔接了一个与输入相串联的抱负二极管。在那些能够使输出高于输入的电池后备体系中，LT3042 的反向输出至输入维护电路可防止反向电流流至输入电源。LT3042 包含内部折返电流约束以及具迟滞的热约束功用，可用于供给安全作业区维护。
超低输出噪声
凭仗其 0.8μVRMS 的输出噪声* (在 10Hz 至 100kHz 带宽内)，LT3042 成为了业界首款噪声低于 1μVRMS 的稳压器。图 3 把 LT3042 在 10Hz 至 100kHz 规模内的积分输出噪声与 LT1763 (其为凌力尔特 10 多年来噪声最低的一款稳压器) 的相应目标做了比照。LT3042 的超低噪声功用可拓荒以往无法完成的运用，或许需求选用贵重粗笨的滤波组件才干完成的运用。
图 3：输出噪声：10Hz 至 100kHz
SET 引脚电容器 (CSET) 担任对基准电流噪声、(差错放大器输入级) 的基极电流噪声以及 SET 引脚电阻器 (RSET) 的固有热噪声进行旁路。如图 4 所示，经过添加 CSET 可明显地改进低频噪声功用。当选用一个 22μF CSET 时，输出噪声在 10Hz 时低于 20nV/√Hz。需求留意的是，电容器还会产生 1/f 噪声，特别是电解电容器。为了尽量下降 1/f 噪声，应在 SET 引脚上选用陶瓷电容器、钽电容器或薄膜电容器。
图 4：噪声频谱密度
运用一个电池或一个较低噪声的电压基准对 SET 引脚主动地进行驱动可削减噪声低于 10Hz。这么做基本上能够消除较低频率上的基准电流噪声，仅剩下极低的差错放大器噪声。这种驱动 SET 引脚的才干是电流基准架构的另一项优势。此外，积分 RMS 噪声还会跟着 SET 引脚电容的增大而得到改进，在只选用 2.2μF CSET 的情况下可降至 1μVRMS 以下，如图 5 所示。
图 5：积分型 RMS 输出噪声 (10Hz 至 100kHz)
经过增大 SET 引脚旁路电容以下降输出噪声一般会导致发动时刻的添加。可是，LT3042 的快速发动电路则使此项折衷的难度有所下降。该快速发动电路可容易地运用两个电阻器来装备;图 6 示出了发动时刻的明显改进。
图 6：快速发动才干
超高 PSRR 功用
当给对噪声灵敏的运用供电时，LT3042 的高 PSRR* 是很重要。图 7 示出了 LT3042 令人难以置信的低频和高频 PSRR 功用，简直挨近 120dB (在 120Hz)、79dB (在 1MHz) 和优于 70dB (一直到 3MHz)。当负载电流减小时，PSRR 功用则更好，如图 8 所示。
当挨近压差状况时，传统 LDO 的 PSRR 功用会下降至几十 dB，LT3042 则与之不同，即便在低输入至输出差分电压条件下其亦可坚持高 PSRR。如图 9 所示，LT3042 能在高达 2MHz 频率和仅 1V 输入至输出差分电压条件下坚持 70dB PSRR，并在高达 2MHz 频率和仅 600mV 输入至输出差分电压条件下坚持简直 60dB PSRR。这种才干答应 LT3042 在低输入至输出差分电压下对开关转换器进行后置稳压 (以完成高功率)，而其 PSRR 功用则满意了对噪声灵敏之运用的要求。
图 7：PSRR 功用
图8：针对各种不同负载电流的 PSRR
图 9：PSRR 与输入至输出差分电压的联系曲线
对开关电源施行后置稳压
在那些选用 LT3042 对开关转换器的输出进行后置稳压以在高频条件下完成超高 PSRR 的运用中，有必要慎重地对待从开关转换器至 LT3042 输出的电磁耦合。特别地，不只开关转换器的 “热环路” (hot-loop) 应尽或许地小，由开关电源 IC、输出电感器和输出电容器 (用于一个降压型转换器) 构成的 “暖环路” (warm-loop) (AC 电流在高开关频率下活动) 也应该尽量地缩小，并且应对其进行屏蔽或将其布设在间隔超低噪声器材 (比方：LT3042 及其负载) 几英寸的当地。虽然 LT3042 相关于 “暖环路” 的取向可为完成最小的磁耦合而优化，但在实际中只是运用优化的取历来完成 80dB 按捺会好不容易，有或许需求进行 PC 板的屡次迭代。
咱们来研究一下图 10，在该图所示的电路中，LT3042 担任对以 500kHz 频率运转的LT®8614 进行后置稳压，并在开关稳压器输入端上布设了一个 EMI 滤波器。由于 LT3042 被布设在间隔开关转换器及其外部组件仅 1~2 英寸的当地，因而不需求采纳任何屏蔽办法就能在 500kHz 频率下完成挨近 80dB 的按捺。
可是，如图 11a 杰出显现的那样，为了完成该功用，在 LT3042 的输入端上并未布设附加的电容器 (除了开关电源输出端上的 22μF 电容器之外)。不过，如图 11b 所示，即便直接在 LT3042 的输入端上布设一个 4.7μF 的小电容器，也将导致 PSRR 功用下降 10 倍以上。
这一点特别有悖于人们的直觉 D 增设输入电容一般是能够减小输出纹波的 D 可是在 80dB 按捺水平下，由流过该 4.7μF 电容器的较高频 (500kHz) 开关电流所引起的磁耦合 (常常是无关紧要的) 却会使输出纹波功用明显变差。虽然改动该 4.7μF 输入电容器以及把开关电源的输出衔接至该电容器之走线的取向有助最大极限地削减磁耦合，可是要在这些频率条件下完成挨近 80dB 的按捺依然是适当困难的，更不用说它或许还需求进行屡次 PC 板迭代。
LT3042 相对较高的输入阻抗可防止高频 AC 电流流至其输入端。假如 LT3042 布设在与前置稳压开关电源的输出电容器相距 3 英寸以内的当地，则其可在未运用输入电容器的情况下坚持稳定，考虑到这一点，为了完成最佳的 PSRR 功用，咱们主张不要在 LT3042 的输入端上安放一个电容器，或许尽量减小该电容器的数值。
图 10：LT3042 对 LT8614 Silent Switcher 稳压器进行后置稳压
把 LT8614 衔接至 LT3042 输入的几英寸走线之电感可明显地衰减十分高频率的电源开关瞬态尖峰。由于来自 LT8614 “热环路” 之磁耦合的原因，有些尖峰仍将传达至输出。优化 LT3042 电路板取向可减小剩下的尖峰。由于外表带宽的约束，这些十分高频率的尖峰未在图 11 的输出纹波中示出。
图 11：LT3042 对 LT8614 Silent Switcher 进行后置稳压 (a) 在 LT3042 输入端上未布设任何电容器，(b) 在 LT3042 输入端上选用了一个 4.7μF 电容器。
从中能够看出，假如不选用具超高 PSRR 的 LT3042 LDO，那么想在 500kHz 频率下完成 80dB 按捺是一项难以完成的使命。其他代替产品无法担任。例如：在500kHz 下，一个 LC 滤波器将需求挨近 40μH 电感和 40μF 电容才干完成 80dB 的按捺，因而不得不增设巨大、贵重的组件。放下本钱和电路板空间不谈，假如未进行正确的阻尼，LC 也会产生共振，然后导致复杂性添加。选用一个 RC 滤波器的主意是站不住脚的，由于完成 80dB 按捺所需的电阻是不切实际的。相同，选用传统 LDO 时需求级联至少两个 LDO 才干在 500kHz 频率下完成 80dB 按捺，这就必需添加组件和本钱，并下降压差电压功用。
此外，为了完成 80dB 按捺，这些代替计划还需求重视磁场耦合。特别地，有必要最大极限地减小高频 AC 电流。
LT3042 在一个很宽的频率规模内具有超高的 PSRR，因而可完成上游开关转换器的较低频运作 (以改进功率和 EMI)，并且在为那些对噪声灵敏的运用供电时彻底不需求添加滤波器组件尺度。
定论
LT3042 突破性的噪声和 PSRR 功用，再加上其巩固性和易用性，使之十分适合为噪声灵敏型运用供电。凭仗其根据电流基准的架构，噪声和 PSRR 功用不会遭到输出电压的影响。此外，还能够把多个 LT3042 直接并联起来，以进一步下降输出噪声、添加输出电流和在 PCB 上散播热量。
注
* 在这些电平上完成噪声和 PSRR 的正确丈量需求极端慎重并选用特别的外表。凌力尔特在行将发布的“运用攻略” (Application Note) 中将对这些丈量进程进行全面的讨论。
** 此文译自凌力尔特公司的 LT Journal April 2015 “Industry’s First 0.8μVRMS Noise LDO Has 79dB Power Supply Rejection Ratio at 1MHz”。
