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 節點至FB節點) | 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 節點短路至 FB 節點時噪聲最小，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
本小節介紹一種實現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：
輸出噪聲變為：
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下整個給定帶寬的完整噪聲統計平均數。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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