線性穩(wěn)壓器特別適合用來(lái)濾除開關(guān)穩(wěn)壓器產(chǎn)生的電壓。開關(guān)穩(wěn)壓器總會(huì)產(chǎn)生一定量的輸出電壓紋波。在許多處理非常小的信號(hào)的應(yīng)用中,這種紋波可能會(huì)造成干擾。通常使用無(wú)源組件來(lái)濾除開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出電壓,但LC濾波器等無(wú)源濾波器(請(qǐng)參閱圖1)存在一些缺點(diǎn)。
根據(jù)濾波器所需的截止頻率,有時(shí)空間要求會(huì)相當(dāng)大,而且電感器成本高昂。不過,無(wú)源濾波器的最大缺點(diǎn)是濾波器會(huì)增加一些損耗和隨工作電流變化的輸出電壓(如同圖1中的 VOUT )。因此,所產(chǎn)生電壓的直流調(diào)節(jié)精度相當(dāng)?shù)汀?/p>
【圖1. 開關(guān)穩(wěn)壓器輸出端的無(wú)源濾波器】
人們常常使用線性穩(wěn)壓器代替無(wú)源LC濾波器來(lái)清理開關(guān)穩(wěn)壓器產(chǎn)生的電壓。它們通常具有很高的電源電壓抑制比(PSRR)。這意味著,線性穩(wěn)壓器的大部分輸入紋波會(huì)被阻擋,因此線性穩(wěn)壓器的輸出紋波很少。此外,線性穩(wěn)壓器的輸出電壓有自己的閉環(huán)回路,因此會(huì)進(jìn)行較好的精確調(diào)節(jié)。
線性穩(wěn)壓器的另外一個(gè)重要規(guī)格也與無(wú)源LC濾波器有所不同,即其本征的由其內(nèi)部基準(zhǔn)電壓及內(nèi)部誤差放大器產(chǎn)生的噪聲。在要求低干擾(低噪聲)的應(yīng)用中,線性穩(wěn)壓器產(chǎn)生的本征干擾影響不容忽視。為此,可使用超低噪聲線性穩(wěn)壓器。
使用線性穩(wěn)壓器濾除開關(guān)穩(wěn)壓器產(chǎn)生的電壓的概念如圖2所示。此方案不僅適用于正電源電壓,也適用于負(fù)電源電壓。例如,以下典型應(yīng)用電路:必須能夠精確測(cè)量–5 V至+5 V之間的雙極性信號(hào),并使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)字化處理。信號(hào)路徑的輸入級(jí)要求使用具有正負(fù)電源電壓的低噪聲雙極性電源。
對(duì)于正電源電壓,市面上有許多線性穩(wěn)壓器都能提供高PSRR和低干擾性能。特別是對(duì)于非常關(guān)鍵的應(yīng)用,ADI提供了許多解決方案。不過,對(duì)于負(fù)電源電壓,只有幾種線性穩(wěn)壓器適合此類應(yīng)用。例如,新型LT3094 可用于在極高的PSRR下濾除負(fù)電源電壓濾波,并具有極低的噪聲電平,這一點(diǎn)對(duì)于能夠敏銳響應(yīng)電源干擾的應(yīng)用十分重要。圖3顯示了LT3094在不同頻率下的 PSRR。對(duì)于開關(guān)頻率為1 MHz的開關(guān)穩(wěn)壓器,LT3094線性穩(wěn)壓器的PSRR約為75 dB。LT3094在10 Hz到100 kHz之間的噪聲電平只有0.8 μV rms。
【圖2. 在開關(guān)穩(wěn)壓器輸出端用作有源濾波器的線性穩(wěn)壓器】
【圖3. LT3094線性穩(wěn)壓器針對(duì)負(fù)電源電壓的電源電壓抑制比】
線性穩(wěn)壓器可以濾除正負(fù)電源輸出電壓的電源紋波。這種濾除對(duì)于負(fù)電源電壓范圍也很有用。由于適用于負(fù)電源電壓的低噪聲類型產(chǎn)品有限,所以很難找到合適的部件。隨著ADI推出全新的 Power 產(chǎn)品 LT3094,現(xiàn)在客戶也擁有噪聲非常低而PSRR極高的產(chǎn)品選項(xiàng)。
LT3094產(chǎn)品詳情
超低 RMS 噪聲:0.8μVRMS (10Hz 至 100kHz)
超低點(diǎn)噪聲:在10kHz時(shí),為2.2nV/√Hz
超高 PSRR:74dB (在 1MHz)
輸出電流:500mA
寬輸入電壓范圍:?1.8V 至 ?20V
單電容器改善了噪聲和 PSRR 指標(biāo)
100μA SET 引腳電流:±1% 初始準(zhǔn)確度
由單個(gè)電阻器設(shè)置輸出電壓
可編程限流值
低壓差電壓:235mV
輸出電壓范圍:0V 至 ?19.5V
可編程電源良好和快速啟動(dòng)
雙極性精準(zhǔn)使能 / UVLO 引腳
VIOC引腳控制上游穩(wěn)壓器以最大限度降低功耗并優(yōu)化 PSRR
最小輸出電容:10μF (陶瓷)
12 引腳 MSOP 封裝和 3mm x 3mm DFN 封裝
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原文標(biāo)題:【世說設(shè)計(jì)】如何產(chǎn)生低噪聲電壓?這篇文章告訴你~
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