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浅谈低压差线性稳压器 输出噪声
[发布时间]:2011年1月19日 [来源]:电子变压器专辑 [点击率]:3585
【导读】: 作者:任明岩 低压差线性稳压器(LDO)的成本低、噪声低、静态电流小,外接元件也很少,通常只需要一两个旁路电容。但是为了满足精密电子设备的供电要求,还是要尽量减小LDO的输出噪声。 ...

作者:任明岩 

    低压差线性稳压器(LDO)的成本低、噪声低、静态电流小,外接元件也很少,通常只需要一两个旁路电容。但是为了满足精密电子设备的供电要求,还是要尽量减小LDO的输出噪声。

    表示LDO输出噪声的方法

    有三种方法可表示LDO的输出噪声。

    ● 在一定频率范围内,输出电压噪声的均方值 (RMS)。

    ● 在一定频率范围(10Hz~100kHz)内,输出电压噪声的峰峰值(见图1)。图中所示为SGM2007( Vout=3.0V,Cout=10μF,Cbp=0.1μF,Iload=10mA )在10Hz~100kHz内的噪声输出峰峰值。

图1 10Hz~100kHz内的SGM2007噪声

    本文所讨论的噪声都是在一定频率范围内,如10Hz~100kHz。一般的LDO输出噪声在10Hz~20MHz内还是比较大的(见图2)。

图2 10Hz~20kHz内的LDO输出噪声

    一般输出电压噪声的峰峰值在一定频率范围内为均方值 (RMS)的6.6倍,这就为客户在具体频率下的应用提供了很好的参考。

    ● 在某一频率点,输出电压的噪声密度值(nV√HZ )。

    产生噪声的原因

    LDO主要包括了启动电路、恒流源偏置单元、使能电路、调整元件、基准源、误差放大器、反馈电阻网络和保护电路等。它的基本工作原理是:系统加电,如果使能脚处于高电平时,电路开始启动。恒流源电路给整个电路提供偏置,基准源电压快速建立,输出随着输入不断上升。当输出即将达到规定值时,由反馈网络得到的输出反馈电压也接近于基准电压值,此时误差放大器将输出反馈电压和基准电压之间的误差进行放大,再经调整管放大到输出,从而形成负反馈,保证了输出电压稳定在规定值。同理,如果输入电压变化或输出电流变化,闭环回路将使输出电压保持不变,即:

Vout=(R1+R2)/R2×Vref (1)

    LDO的输出噪声受其内部设计和外部旁路、补偿电路的影响。图3是LDO的简单结构框图。由图可知,LDO输出噪声的主要来源是基准电路(Voltage Reference)模块,其产生的基准噪声在输出端被放大。此外,影响LDO输出噪声的其他因素还有:LDO内部放大器的极点、零点和输出极点,外部输出电容的容值和输出电容的等效串联电阻(ESR)值,以及负载值。

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