噪聲敏感的應(yīng)用要求采用具備超低輸出噪聲
當(dāng)說(shuō)到給那些對(duì)噪聲敏感的模擬 / RF 應(yīng)用供電時(shí)，低壓差 (LDO) 線性穩(wěn)壓器通常比功能相同的開關(guān)穩(wěn)壓器更受用戶的青睞。低噪聲 LDO 可為眾多的模擬 / RF 設(shè)計(jì)供電，包括頻率合成器 (PLL / VCO)、RF 混頻器和調(diào)制器、高速和高分辨率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器 (ADC 和 DAC) 以及高精度傳感器。然而，這些應(yīng)用對(duì)于功能和靈敏度的要求已經(jīng)開始逐步考驗(yàn)著傳統(tǒng)低噪聲 LDO 的性能極限。
例如，在許多高端 VCO 中，電源噪聲直接影響著 VCO 輸出相位噪聲 (抖動(dòng))。而且，為了滿足整體系統(tǒng)效率要求，LDO 通常對(duì)噪聲相對(duì)較大的開關(guān)轉(zhuǎn)換器之輸出進(jìn)行后置穩(wěn)壓，因此 LDO 的高頻電源抑制比 (PSRR) 性能變得至關(guān)重要。憑借其超低輸出噪聲和超高 PSRR 性能，LT?3042 能夠直接為某些對(duì)噪聲最為敏感的應(yīng)用供電，同時(shí)對(duì)開關(guān)轉(zhuǎn)換器的輸出實(shí)施后置穩(wěn)壓，并不需要龐大的濾波電路。表 1 比較了 LT3042 與傳統(tǒng)低噪聲穩(wěn)壓器的噪聲性能。
LT3042 可為高性能電子線路提供無(wú)噪聲的電源
高性能、堅(jiān)固性和簡(jiǎn)單性
LT3042 是一款高性能低壓差線性穩(wěn)壓器，其采用凌力爾特的超低噪聲和超高 PSRR 架構(gòu)以為對(duì)噪聲敏感的應(yīng)用供電。LT3042 盡管擁有高性能，但其同時(shí)也保持了簡(jiǎn)單性和堅(jiān)固性。圖 1 為該器件的一款典型應(yīng)用電路，圖 2 則示出一個(gè)完整的演示電路。LT3042 的纖巧型 3mm x 3mm DFN 封裝和極低的組件要求可使整體解決方案尺寸保持小巧。
表 1：LT3042 與傳統(tǒng)低噪聲 LDO 的比較
圖 1：LT3042 的典型應(yīng)用
圖 2：LT3042 演示電路
LT3042 被設(shè)計(jì)為一款后隨高性能電壓緩沖器的高精度電流基準(zhǔn)，其可容易地通過(guò)并聯(lián)以增加輸出電流、在 PCB 上散播熱量并進(jìn)一步降低噪聲，輸出噪聲的降幅為并聯(lián)器件數(shù)目的平方根。該器件基于電流基準(zhǔn)的架構(gòu)可提供寬輸出電壓范圍 (0V 至 15V) 并保持單位增益運(yùn)作，從而獲得了幾乎恒定的輸出噪聲、PSRR、帶寬和負(fù)載調(diào)節(jié)，這與編程輸出電壓無(wú)關(guān)。
除了提供超低噪聲和超高 PSRR 性能之外，LT3042 還擁有新式系統(tǒng)中期望的特性，例如：可編程電流限值、可編程電源良好門限和快速啟動(dòng)能力。此外，LT3042 還內(nèi)置了針對(duì)電池供電型系統(tǒng)的保護(hù)功能。其反向輸入保護(hù)電路可耐受輸入端上的負(fù)電壓，并不會(huì)損壞 IC 或在輸出端上產(chǎn)生負(fù)電壓，作用基本上就像連接了一個(gè)與輸入相串聯(lián)的理想二極管。在那些可以使輸出高于輸入的電池后備系統(tǒng)中，LT3042 的反向輸出至輸入保護(hù)電路可避免反向電流流至輸入電源。LT3042 包括內(nèi)部折返電流限制以及具遲滯的熱限制功能，可用于提供安全工作區(qū)保護(hù)。
超低輸出噪聲
憑借其 0.8μVRMS 的輸出噪聲* (在 10Hz 至 100kHz 帶寬內(nèi))，LT3042 成為了業(yè)界首款噪聲低于 1μVRMS 的穩(wěn)壓器。圖 3 把 LT3042 在 10Hz 至 100kHz 范圍內(nèi)的積分輸出噪聲與 LT1763 (其為凌力爾特 10 多年來(lái)噪聲最低的一款穩(wěn)壓器) 的相應(yīng)指標(biāo)做了對(duì)比。LT3042 的超低噪聲性能可開辟以往無(wú)法實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用，或者需要采用昂貴笨重的濾波組件才能實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用。
圖 3：輸出噪聲：10Hz 至 100kHz
SET 引腳電容器 (CSET) 負(fù)責(zé)對(duì)基準(zhǔn)電流噪聲、(誤差放大器輸入級(jí)) 的基極電流噪聲以及 SET 引腳電阻器 (RSET) 的固有熱噪聲進(jìn)行旁路。如圖 4 所示，通過(guò)增加 CSET 可顯著地改善低頻噪聲性能。當(dāng)采用一個(gè) 22μF CSET 時(shí)，輸出噪聲在 10Hz 時(shí)低于 20nV/√Hz。需要注意的是，電容器還會(huì)產(chǎn)生 1/f 噪聲，特別是電解電容器。為了盡量降低 1/f 噪聲，應(yīng)在 SET 引腳上采用陶瓷電容器、鉭電容器或薄膜電容器。
圖 4：噪聲頻譜密度
利用一個(gè)電池或一個(gè)較低噪聲的電壓基準(zhǔn)對(duì) SET 引腳主動(dòng)地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)可減少噪聲低于 10Hz。這么做基本上可以消除較低頻率上的基準(zhǔn)電流噪聲，僅剩下極低的誤差放大器噪聲。這種驅(qū)動(dòng) SET 引腳的能力是電流基準(zhǔn)架構(gòu)的另一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。此外，積分 RMS 噪聲還會(huì)隨著 SET 引腳電容的增大而得到改善，在只采用 2.2μF CSET 的情況下可降至 1μVRMS 以下，如圖 5 所示。
圖 5：積分型 RMS 輸出噪聲 (10Hz 至 100kHz)
通過(guò)增大 SET 引腳旁路電容以降低輸出噪聲通常會(huì)導(dǎo)致啟動(dòng)時(shí)間的增加。但是，LT3042 的快速啟動(dòng)電路則使此項(xiàng)折衷的難度有所降低。該快速啟動(dòng)電路可容易地利用兩個(gè)電阻器來(lái)配置;圖 6 示出了啟動(dòng)時(shí)間的顯著改善。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2018-01-05
