LDO 噪聲詳解
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典型電路中參考噪聲的控制
放大參考噪聲
TI TPS74401 LDO 用于測試和測量。表 1 列出了常見配置參數。請注意，為了便于閱讀，TPS74401 產品說明書的軟啟動電容器 CSS 是指降噪電容器 CNR。
表 1 設置參數
VIN=VOUT(目標值)＋0.3V IOUT=0.5A COUT=10μF | |||
VOUT(目標值) | R1 | R2 | 1+R1/R2 |
3.3V | 31.25k | 10k | 4.125 |
1.8V | 12.5k | 10k | 2.25 |
1.2V | 5k | 10k | 1.5 |
0.8V | 0(短路OUT 節(jié)點至FB節(jié)點) | 開路 | 1 |
其中，VN(Other)為所有其它噪聲源的和。
如果方程式 8 擬合y=ax + b的線性曲線，如圖 6 中紅色虛線所示，則 VN(REF)(斜率項)可估算為 19 µVRMS，而 VN(Other)(y 截距項)為 10.5 µVRMS。正如在后面我們根據“降噪(NR)引腳效應”說明的那樣，CNR 的值為 1pF，目的是將 RC 濾波器效應最小化至可忽略不計水平，而 GRC 被看作等于 1。在這種情況下，基本假定 VN(REF) 為主要噪聲源。
請注意，當 OUT 節(jié)點短路至 FB 節(jié)點時噪聲最小，其讓方程式 8 的放大器增益(1 + R1/R2)等于1(R1=0)。圖 6 顯示，該最小噪聲點約為 30 µVRMS。
抵銷放大參考噪聲
本小節(jié)介紹一種實現(xiàn)最小輸出噪聲配置的有效方法。如圖 7 所示，一個前饋電容器 CFF 向前傳送(繞開)R1 周圍的輸出噪聲。這種繞開或者短路做法，可防止在高于 R1 和 CFF 諧振頻率 fResonant 時參考噪聲因誤差放大器增益而增加，其中：
輸出噪聲變?yōu)椋?p style="text-align: center">
圖 7 使用噪聲最小化前饋電容(CFF) 的 LDO 拓撲
圖 8 顯示了RMS噪聲相對于前饋電容 (CFF) 和不同輸出電壓設置的變化。請注意，每個 RMS 圖線上各點代表上述電路狀態(tài)下整個給定帶寬的完整噪聲統(tǒng)計平均數。正如我們預計的那樣，所有曲線朝 30 µVRMS 左右的最小輸出噪聲匯集;換句話說，由于 CFF 效應，噪聲匯聚于 VN(REF) + VN(Other)。
圖 8 前饋電容對噪聲的影響
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