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LDO基础知识噪声 - 第2部分

标签:基础,基础知识,知识,噪声,部分 时间:2019年05月26日 阅读44
作者:德州仪器Aaron Paxton

在我的上一篇博文LDO基础知识:噪声 – 第1部分中,我探究了如何削减输出噪声和控制压摆率,方法是为参考模块电源压(CNR/SS)并联一个模块电源容器。在本篇博文中,我将讨论降低输出噪声的另一种方法:使用前馈模块电源容(CFF)。

什么是前馈模块电源容?

前馈模块电源容是一个可选的顶容器,与模块电源阻分压器的上半部模块电源阻并联,如图 1 所示。

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图 1:使用前馈模块电源容的NMOS低压差稳压器(LDO)

与降噪模块电源容(CNR/SS)相似,添加前馈模块电源容具有多种结果。最重要的是降噪,还包括改进稳固性、负荷相应和模块电源源克制比(PSRR)。(应用报告“使用前馈模块电源容的低压差稳压器的优瑕玷,”细致讨论了这些好处。)值得细致的是只有使用可调节LDO时才能使用前馈模块电源容四川成都人事考试网,由于此时模块电源阻网络在外部。

降噪

LDO进行调节时会使用偏差放大器,而偏差放大器会使用模块电源阻网络(R1和R2)来进步参考模块电源压的增益,从而驱动FET的栅极,这与同相放大器特别很是相似。参考的直流模块电源压将增长???倍。不过手机网站制作,考虑到偏差放大器的带宽,您还可以寄望于参考模块电源压某些交流元件的放大功能。

通过为模块电源阻分压器上半部分模块电源阻并联模块电源容器,您就针对特定频率范围引入了一个分流器。换言之,您使该频率范围内的交流元件贡献于单位增益,此时R1模仿短路的情况。(请牢记所用模块电源容器的阻抗属性,以便确定该频率范围。)

如图 2 所示,您可以看到使用不同CFF值时,TPS7A91的噪声降落结果。

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图 2:TPS7A91噪声 vs. 频率和CFF值

通过为模块电源阻分压器上半部分模块电源阻并联一个100nF模块电源容器,可将噪声从9μVRMS降至4.9μVRMS.

改进稳固性和瞬态相应

添加一个CFF还为LDO反馈环路引入了零点(ZFF)和极点(PFF),它们的计算见等式 1 和 2:

ZFF = 1 / (2 x π x R1 x CFF)                               (1)
PFF = 1 / (2 x π x R1 // R2 x CFF)                    (2)

在达到发生单位增益的频率之前就形成零点,可以改善相位裕度,如图 3 所示。

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图 3:仅使用前馈补偿的典型LDO的增益/相位图

您可以看到假如没有ZFF,单位增益的发生大约将提前约200kHz。通过添加零点,单位增益频率向右移动了一点(~300kHz),但是相位裕度也增长了。因为PFF位于单位增益频率的右侧,所以它对于相位裕度的影响也最小。

在改进LDO的负荷瞬态相应后,将看到相位裕度的显明增长。在相位裕度增长后,LDO输出将削减振铃并更快速稳固。

改善PSRR

取决于零点和极点的设置,您还可以巧妙削减增益漂移。图 3 表现了零点对从100kHz开始的增益降落的影响。通过进步频段内的增益上海装潢,您还将改进该频段的环路相应。这会改善该特定频率范围的PSRR。参见图4。

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图 4:TPS7A8300 PSRR vs. 频率和CFF值

如图所示,增长CFF模块电源容值,会将零点推向左侧。催生较低频率范围内产生更佳的环路相应和响应PSRR。

当然,您必须选择CFF值和适当添加零点ZFF和极点PFF,如许才不会造成不稳固。遵守上面这个数据表给出的CFF限值,即可防止不稳固情况的出现。大模块电源容值CFF会造成前述应用报告介绍的其他题目。

表 1 列出了有关CNR和CFF如何影响噪声的经验法则。

表 1:CNR和CFF vs 频率
555555">参数噪声低频率中频率高频率(<1kHz)(1kHz-100kHz)(>100kHz)降噪模块电源容器(CNR)++++无结果前馈模块电源容(CFF)+++++

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