關(guān)鍵詞：
噪聲敏感
超低輸出噪聲
摘要：[db:摘要]
當說到給那些對噪聲敏感的仿照/RF使用供電時，低壓差(LDO)線性固定壓器通常比效能相通的開關(guān)固定壓器更受用戶的青睞。低噪聲LDO可為眾的仿照/RF設(shè)計供電，包含頻比值合成器(PLL/VCO)、RF混頻器和調(diào)制器、迅速和高分辯比值數(shù)據(jù)替換器(ADC和DAC)以及高精度傳感器。但是，這些使用對效能和敏捷度的請求曾經(jīng)開端逐漸考驗著傳統(tǒng)低噪聲LDO的機能極限。
比如，在好多高端VCO中，電源噪聲徑直影響著VCO出口相位噪聲(抖動)。同時，為了滿意整系統(tǒng)統(tǒng)效力請求，LDO通常對噪聲對立較大的開關(guān)替換器之出口舉行后置固定壓，故此LDO的高頻電源壓抑比(PSRR)機能變得不可或缺。憑借用其超低出口噪聲和超高PSRR機能，LT?3042能行徑直為某些對噪聲最為敏感的使用供電，同步對開關(guān)替換器的出口實施后置固定壓，并不需求龐大的濾波電路。
表1比較了LT3042與傳統(tǒng)低噪聲固定壓器的噪聲機能。高機能、堅強性和簡略性LT3042是一款高機能低壓差線性固定壓器，其選擇凌力爾特的超低噪聲和超高PSRR架構(gòu)認為對噪聲敏感的使用供電。LT3042盡管保有高機能，但其同步也保全了簡略性和堅強性。
圖1為該器件的一款類型使用電路，
圖2則示出一個完全的演示電路。LT3042的小巧型3mmx3mmDFN封裝和極低的組件請求可使整體解決方案尺寸保全精巧。
表 1：LT3042 與傳統(tǒng)低噪聲 LDO 的比較
圖 1：LT3042 的類型使用
圖 2：LT3042 演示電路
LT3042被設(shè)計為一款后隨高機能電壓緩沖器的高精度電流動基準，其可容易地經(jīng)過并聯(lián)以增添出口電流動、在PCB上散播熱量并進一步下降噪聲，出口噪聲的降幅為并聯(lián)器件數(shù)量的平方根。該器件基于電流動基準的架構(gòu)可供寬出口電壓范疇(0V至15V)并保全單位增益運作，從而博得了差一點永恒的出口噪聲、PSRR、帶寬和負載調(diào)整，這與編程出口電壓沒有關(guān)系。除了供超低噪聲和超高PSRR機能之外，LT3042還保有新式體系中希望的特征，比如：可編程電流動限值、可編程電源良好門限和急速啟動能力。
另外，LT3042還內(nèi)置了針對電池供電型體系的保衛(wèi)效能。其反向輸入保衛(wèi)電路可耐受輸入端上的負電壓，并不會摧毀IC或在出口端上發(fā)出負電壓，作用根本上就像連接了一個與輸入相并聯(lián)的夢想二極管。在那些可以使出口高于輸入的電池后備體系中，LT3042的反向出口至輸入保衛(wèi)電路可幸免反向電流動流動至輸入電源。LT3042包含里面折返電流動限度局限以及具遲滯的熱限度局限效能，可用于供安全任務(wù)區(qū)保衛(wèi)。超低出口噪聲憑借用其0.8μVRMS的出口噪聲*(在10Hz至100kHz帶寬內(nèi))，LT3042成為了業(yè)界首款噪聲低于1μVRMS的固定壓器。圖3把LT3042在10Hz至100kHz范疇內(nèi)的積分出口噪聲與LT1763(其為凌力爾特10積年來噪聲最低的一款固定壓器)的響應(yīng)指標做了對比。LT3042的超低噪聲機能可開拓以往無法實即興的使用，或者需求選擇昂貴粗重的濾波組件才能實即興的使用。
圖 3：出口噪聲：10Hz 至 100kHz
SET伸腳電容器(CSET)一本正經(jīng)對基準電流動噪聲、(誤差膨脹器輸入級)的基極電流動噪聲以及SET伸腳電阻器(RSET)的固有熱噪聲舉行旁路。如圖4所示，經(jīng)過增添CSET可顯著地改革低頻噪聲機能。當選擇一個22μFCSET時，出口噪聲在10Hz時低于20nV/√Hz。需求注重的是，電容器還會發(fā)出1/f噪聲，特殊是電解電容器。為了放量下降1/f噪聲，應(yīng)在SET伸腳上選擇陶瓷電容器、鉭電容器或薄膜電容器。
圖 4：噪聲頻譜密度
使用一個電池或一個較低噪聲的電壓基準對SET伸腳自動地舉行驅(qū)動可減輕噪聲低于10Hz。那么做根本上可以消除較低頻比值上的基準電流動噪聲，僅剩極低的誤差膨脹器噪聲。這種驅(qū)動SET伸腳的能力是電流動基準架構(gòu)的另一項優(yōu)勢。另外，積分RMS噪聲還會跟隨SET伸腳電容的增大而獲得改革，在只選擇2.2μFCSET的情況下可降至1μVRMS以下，如圖5所示。
圖 5：積分型 RMS 出口噪聲 (10Hz 至 100kHz)
經(jīng)過增大SET伸腳旁路電容以下降出口噪聲通常會導(dǎo)致啟動時期的增添。只是，LT3042的急速啟動電路則使此項折衷的難度有所下降。該急速啟動電路可容易地使用兩個電阻器來配備;圖6示出了啟動時期的顯著改革。
圖 6：急速啟動能力
超高PSRR機能當給對噪聲敏感的使用供電時，LT3042的高PSRR*是很要緊。圖7示出了LT3042令人難以置信的低頻和高頻PSRR機能，差一點接近120dB(在120Hz)、79dB(在1MHz)和優(yōu)于70dB(一向到3MHz)。當負載電流動減少時，PSRR機能則更好，如圖8所示。當接近壓差狀態(tài)時，傳統(tǒng)LDO的PSRR機能會降落至幾十dB，LT3042則與之兩樣，即苦在低輸入至出口差分電壓環(huán)境下其亦可保全高PSRR。如圖9所示，LT3042能在高達2MHz頻比值和僅1V輸入至出口差分電壓環(huán)境下保全70dBPSRR，并在高達2MHz頻比值和僅600mV輸入至出口差分電壓環(huán)境下保全差一點60dBPSRR。這種能力容許LT3042在低輸入至出口差分電壓下對開關(guān)替換器舉行后置固定壓(以實即興高效力)，而其PSRR機能則滿意了對噪聲敏感之使用的請求。
圖 7：PSRR 機能
圖8：針對截然不同負載電流動的 PSRR
圖 9：PSRR 與輸入至出口差分電壓的相干曲線
對開關(guān)電源實施后置固定壓在那些選擇LT3042對開關(guān)替換器的出口舉行后置固定壓以在高頻環(huán)境下實即興超高PSRR的使用中，務(wù)必拘謹?shù)貙Υ龔拈_關(guān)替換器至LT3042出口的電磁耦合。特殊地，不僅開關(guān)替換器的“熱環(huán)路”(hot-loop)應(yīng)盡可能性地小，由開關(guān)電源IC、出口電感器和出口電容器(用于一個降壓型替換器)形成的“暖環(huán)路”(warm-loop)(AC電流動在高開關(guān)頻比值下流淌)也應(yīng)當放量地壓縮制緊縮，同時應(yīng)對其舉行遮擋或?qū)⑵洳荚O(shè)在距離超低噪聲器件(譬如：LT3042及其負載)幾英寸的位置。固然LT3042對立于“暖環(huán)路”的取向可為實即興最小的磁耦合而優(yōu)化，但在即興實中偏偏使用優(yōu)化的取原來實即興80dB壓抑會十二分困苦，有可能性需求舉行PC板的多次迭代。
咱們來考慮一下圖10，在該圖所示的電路中，LT3042一本正經(jīng)對以500kHz頻比值運轉(zhuǎn)的LT?8614舉行后置固定壓，并在開關(guān)固定壓器輸入端上布設(shè)了一個EMI濾波器。鑒于LT3042被布設(shè)在距距關(guān)替換器及其表面組件僅1~2英寸的位置，故此不需求采取任何遮擋措施就能在500kHz頻比值下實即興接近80dB的壓抑。
但是，如圖11a鼓出顯示的那么，為了實即興該機能，在LT3042的輸入端上并未布設(shè)附加以的電容器(除了開關(guān)電源出口端上的22μF電容器之外)。不度過，如圖11b所示，即苦徑直在LT3042的輸入端上布設(shè)一個4.7μF的小電容器，也將導(dǎo)致PSRR機能降落10倍以上。這一點特殊有悖于人們的直覺―增設(shè)輸入電容一般是可以減少出口紋波的―只是在80dB壓抑程度下，由流動度過該4.7μF電容器的較高頻(500kHz)開關(guān)電流動所伸起的磁耦合(往往是沒有關(guān)系緊急的)卻會使出口紋波機能顯著變差。盡管轉(zhuǎn)變該4.7μF輸入電容器以及把開關(guān)電源的出口連接至該電容器之走線的取向有助最大限地減輕磁耦合，只是要在這些頻比值環(huán)境下實即興接近80dB的壓抑仍舊是相當困苦的，更不用說它可能性還需求舉行多次PC板迭代。
LT3042對立較高的輸入阻抗可幸免高頻AC電流動流動至其輸入端。如其LT3042布設(shè)在與前置固定壓開關(guān)電源的出口電容器相距3英寸里邊的位置，則其可在未應(yīng)用輸入電容器的情況下保全固定定，思索到這一點，為了實即興最佳的PSRR機能，咱們提議不要在LT3042的輸入端上安頓一個電容器，或者放量減少該電容器的數(shù)值。
圖 10：LT3042 對 LT8614 Silent Switcher 固定壓器舉行后置固定壓
把LT8614連接至LT3042輸入的幾英寸走線之電感可顯著地衰減異常高頻比值的電源開關(guān)瞬態(tài)尖峰。鑒于來自LT8614“熱環(huán)路”之磁耦合的緣故，有些尖峰仍將傳布至出口。優(yōu)化LT3042電路板取向可減少下剩的尖峰。鑒于儀表帶寬的限度局限，這些異常高頻比值的尖峰未在圖11的出口紋波中示出。
圖 11：LT3042 對 LT8614 Silent Switcher 舉行后置固定壓
(a) 在 LT3042 輸入端上未布設(shè)任何電容器，
(b) 在 LT3042 輸入端上選擇了一個 4.7μF 電容器。
從中可以看出，如其不選擇具超高PSRR的LT3042LDO，這么想在500kHz頻比值下實即興80dB壓抑是一項難以完成的使命。其他頂替出品無法勝任。比如：在500kHz下，一個LC濾波器將需求接近40μH電感和40μF電容才能實即興80dB的壓抑，因此不得不增設(shè)龐大、昂貴的組件。撇開成本和電路板當空不談，如其未舉行準確的阻尼，LC也會產(chǎn)生共振，從而導(dǎo)致復(fù)雜性增添。選擇一個RC濾波器的想法是站不住腳的，因?qū)嵓磁d80dB壓抑所需的電阻是不切現(xiàn)實的。同一，選擇傳統(tǒng)LDO時需求級聯(lián)至少兩個LDO才能在500kHz頻比值下實即興80dB壓抑，這就必需增添組件和成本，并下降壓差電壓機能。另外，為了實即興80dB壓抑，這些頂替方案還需求關(guān)懷磁場耦合。特殊地，務(wù)必最大限地減少高頻AC電流動。LT3042在一個很寬的頻比值范疇內(nèi)保有超高的PSRR，故此可實即興上游開關(guān)替換器的較低頻運作(以改革效力和EMI)，同時在為那些對噪聲敏感的使用供電時完整不需求增添濾波器組件尺寸。定論LT3042潰性的噪聲和PSRR機能，再加以上其堅強性和易用性，使之異常符合為噪聲敏感型使用供電。憑借用其基于電流動基準的架構(gòu)，噪聲和PSRR機能不會受到出口電壓的影響。另外，還可以把多個LT3042徑直并聯(lián)起來，以進一步下降出口噪聲、增添出口電流動和在PCB上散播熱量。
