可调节输出低压差稳压器的降噪网络.PDFVIP

可调节输出低压差稳压 降低LDO 噪声 两种降低LDO噪声的主要方法是过滤基准电压，以及降低误差 器的降噪网络 放大器的噪声增益。某些LDO可采用外部电容过滤基准电压。 事实上，许多所谓的超低噪声LDO都需要使用外部降噪电容来 实现其低噪声性能。这项技术的缺点是误差放大器噪声和任何 作者：Glenn Morita 残留的基准电压噪声依然会通过交流闭环增益放大。这使得噪 声与输出电压成正比。 简介 降低误差放大器的噪声增益可使LDO 的输出噪声不随输出电 低压差稳压器(LDO)可用来为高速时钟、模数转换器、数模转 压上升而大幅增加。不幸的是，这对于固定输出LDO而言是不 换器、压控振荡器和锁相环这些电路供电。噪声对于高性能模 可行的，因为反馈节点不易获得。然而幸运的是，该节点在可 拟电路的设计人员而言极为重要。降低噪声的关键是保持LDO 调节输出LDO 中容易获得。 噪声增益接近单位增益，且不影响交流性能或直流闭环增益。 图2 显示的是一个可调节输出LDO ，其中R1 和R2 设置输出电 本文描述简单的RC 网络如何降低可调节输出低压差稳压器的 压。由R3 和C1 构成的网络可降低误差放大器的交流增益。为 输出噪声。本文通过实验数据来演示这一简单方法的有效性。 确保具有低相位裕量（或者非单位增益稳定）LDO的稳定性， 虽然RC 网络的主要目的是降噪，但它也能改善电源抑制和负 选择R3 将放大器的高频增益设为 1.1 左右。如需降低 1/f区的 载瞬态响应。 噪声，则需选择C1 将低频零点设为 10 Hz以下。 图1 显示典型可调节输出LDO的简化框图。输出电压VOUT等于 基准电压与误差放大器直流闭环增益的乘积：VOUT = VR × (1 + R1/R2) ，其中(1 + R1/R2)是误差放大器的直流闭环增益。 误差放大器噪声VN 和基准电压噪声VRN放大相同的倍数，使输 出噪声与设定的输出电压成比例增加。这使得输出电压上的噪 声比参考电压高但小于2 倍，输出噪声适度增加但在敏感应用 中哪怕这种适度增加都有可能无法接受。 图2. 降低可调节输出LDO 噪声增益的简单RC 网络 图3 将交流闭环增益（其降噪网络经过适当设计）与开环增益 以及未经过修改的闭环增益进行比较。采用降噪网络后，在大 部分带宽中交流增益接近单位增益，因此基准电压噪声和误差 放大器噪声放大的程度较低。 图1. 显示内部噪声源的可调节LDO 简化框图 LDO 噪声 LDO的主要噪声源是内部基准电压和误差放大器。当今的器件 工作时内部偏置电流为几百nA或更低，可实现高达15 µA的静 态电流。这些小电流需要使用高达 1 GΩ的偏置电阻，使得误 差放大器和基准电压电路相比分立式部署更为噪杂。典