【導讀】對于需要低輸出電壓噪聲的便攜式系統(tǒng)，線性穩(wěn)壓器通常是系統(tǒng)電源的“首選”。理想情況下，線性穩(wěn)壓器直接由電池電源供電，而不是中間DC/DC轉(zhuǎn)換器供電，以實現(xiàn)最低噪聲性能。取決于線性穩(wěn)壓器，輸出電壓噪聲低至 0.8μV有效值是可能的。
（在這個由三部分組成的系列中，我們將介紹使用不同拓撲的低噪聲便攜式電源。對于許多此類應(yīng)用來說，使用低噪聲線性穩(wěn)壓器是輕而易舉的，但在可能不需要線性穩(wěn)壓器的應(yīng)用中（由于效率、功耗或其他限制），低噪聲解決方案還可以包括基于電荷泵和基于電感的DC/DC轉(zhuǎn)換器。電路設(shè)計的進步與創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)相結(jié)合，使得曾經(jīng)被認為太嘈雜的解決方案無法用作低噪聲替代品。
低噪聲線性穩(wěn)壓器
對于需要低輸出電壓噪聲的便攜式系統(tǒng)，線性穩(wěn)壓器通常是系統(tǒng)電源的“首選”。理想情況下，線性穩(wěn)壓器直接由電池電源供電，而不是中間DC/DC轉(zhuǎn)換器供電，以實現(xiàn)最低噪聲性能。取決于線性穩(wěn)壓器，輸出電壓噪聲低至 0.8μV有效值是可能的。對于這些應(yīng)用，凌力爾特提供了極低的輸出噪聲器件，例如 LT3042 和 LT3045，20V 輸入，0.8μV有效值線性穩(wěn)壓器分別具有200mA和500mA能力。
圖1.LT3042 低噪聲線性穩(wěn)壓器框圖
圖2.LT3042 集成均方根輸出噪聲
由于其獨特的電流基準架構(gòu)，LT3042 和 LT3045 可輕松并聯(lián)以實現(xiàn)更高的輸出電流和更低的噪聲。下面是一個低噪聲電源，采用四個并聯(lián)的 LT3045 來獲得 3.3V 和 2A 的輸出電流。所用器件數(shù)量每增加一倍，輸出噪聲就會降低 √2 倍。
圖3.并聯(lián)LDO可增加電流并降低噪聲
雖然從噪聲的角度來看，用電池供電是理想的，但當考慮到效率和系統(tǒng)運行時間時，它通常并不理想。更常見的是，系統(tǒng)使用 DC/DC 轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)更高效的電源轉(zhuǎn)換。在這些情況下，最低噪聲解決方案可以通過開關(guān)穩(wěn)壓器后接后穩(wěn)壓線性穩(wěn)壓器來實現(xiàn)，后者具有低輸出電壓噪聲和高電源紋波抑制（PSRR）;需要高PSRR規(guī)格，因為線性穩(wěn)壓器必須能夠充分抑制DC/DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)噪聲;現(xiàn)在開關(guān)穩(wěn)壓器頻率范圍高達4MHz，這不是一件小事。這些高頻超過了線性穩(wěn)壓器的控制環(huán)路帶寬，因此PSRR不是由IC決定的，而是由器件的寄生效應(yīng)決定的。并非巧合的是，LT3042 和 LT3045 還具有出色的 PSRR，在超過 2MHz 的頻率下具有 >75dB，在 10MHz 頻率外具有 >50dB。這使得它們能夠在很寬的頻率范圍內(nèi)大幅降低開關(guān)頻率噪聲，同時為系統(tǒng)提供最小的附加輸出噪聲。
圖4.LT3045 電源紋波抑制
如果客戶正在尋找最佳的噪聲性能，那么選擇很容易。但通常術(shù)語“低噪音”更具定性;電源噪聲需要足夠低，以免對系統(tǒng)的測量性能和精度產(chǎn)生不利影響。對于這些應(yīng)用，低噪聲可以通過從微伏到毫伏的RMS值來定義。
在本系列的第2部分中，我們將介紹低噪聲電荷泵解決方案。電荷泵可以提供經(jīng)濟高效的電源解決方案，但噪聲水平通常在百毫伏或數(shù)十或毫伏范圍內(nèi)。凌力爾特的創(chuàng)新工程設(shè)計帶來了輸出均方根噪聲低于 5mV 的電荷泵解決方案。
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