LDO 噪声原理揭晓-话剧网

图1-1 说明了噪声和PSRR 之间的差异。 LDO噪声包括内部噪声和外部噪声，PSRR是LDO的内部参数。 LDO 用户通常关注PSRR，而不是自身产生的输出噪声。 PSRR 抑制来自LDO 外部的噪声，但噪声始终产生于LDO 内部。因此，具有高PSRR 的LDO 可能无法很好地抑制内部噪声。用户应始终考虑这两个参数。

图1-1。 LDO PSRR 和噪声

2 LDO 噪声类型

图2-1。 LDO 噪声（类型）

3 LDO 数据表中的噪声规格

通常，数据表以两种方式指定LDO 噪声。一种是“总（集成）输出噪声，以Vrms 为单位”，它是在有限频率范围内集成的频谱噪声密度的RMS 值。第二个是“以V/Hz 为单位的频谱噪声密度曲线”，它是噪声密度与频率的关系图。图3-1 显示了TPS717xx 系列LDO 的两种规格。

图3-1。两种噪声规范方法(TPS717xx LDO)

由于输出噪声电压被指定为单个数字，因此非常适合进行比较。比较不同LDO 的噪声规格时，必须在相同的频率范围和相同的输出电压和电流值下测量两个稳压器的噪声。

4 哪种尺寸适合您的应用？

用户应了解特定应用需要哪种LDO 噪声规范，因为某些应用与频谱噪声密度相关，而某些应用可以利用总（集成）噪声。下面的例子说明了这一点。

1. 考虑一个LDO 为RF 系统中的压控振荡器(VCO) 供电的示例。 VCO 接收两个输入信号并将它们混合为一个信号。若两个信号为sin(1t)和sin(2)t，则混频后输出sin((12)t)、sin((1+2)t)和谐波信号。 RF信号链通过VCO后，通常会进入仅针对一个频率进行调谐的带通系统，这意味着信号混合后，只有较高频率的信号不会通过。大多数宽带应用对每个频段的频谱和功率都有非常严格的监管。任何频段的寄生噪声都必须受到控制，以满足所谓的“传输掩模”要求。转移掩模对于最终产品的机构认证非常重要。较高频率下本底噪声的任何峰值都可能导致传输信号落在传输模板之外，从而导致认证测试失败。

LDO 噪声原理揭晓

如果电源导体或LDO 输出中存在噪声，则FR 频率的噪声会与载波频率信号混合，产生两个边带，如图4-1 所示。当噪声过高时，噪声引起的边带将超出传输掩模范围，导致系统故障。

图4-1。噪声导致的传输掩模和边带

同样，假设RF 系统工作在2.4GHz，LDO 噪声会将高于和低于2.4GHz 的VCO 噪声频谱增加到LDO 带宽中。将图2-1 中所示的LDO 噪声添加到VCO 原始噪声图中会增加中心频率附近的VCO 本底噪声水平。

图4-2。 LDO 噪声会增加VCO 本底噪声

因此，在射频应用中，用户应该使用频谱噪声密度曲线。由于单一噪声不具有频率依赖性，因此它不能准确地表示最终输出。

2. 考虑一个LDO 为ADC 或DAC 供电的系统。任何采样系统都会降低由于混叠而产生的高频噪声的频率。例如，如果采样频率为100kHz，LDO产生的噪声为90kHz和110kHz、190kHz和210kHz等，则所有噪声将折回到10kHz的拍频。任何频率的输出噪声都会发生这种情况，因此所有LDO 噪声都会折回到采样系统的带宽中。这相当于将系统的直流噪声与带宽噪声积分，然后计算总噪声。 LDO 的总（集成）噪声较高会影响ADC/DAC 的性能。下面的图4-3 显示了LDO 噪声混叠是如何发生的。第一张图是由理想LDO 供电的系统，第二张图是由具有热噪声的LDO 供电的系统（热噪声会增加本底噪声），第三张图是由具有高频噪声的LDO 供电。系统（由于混叠而降低频率）。

图4-3。 LDO 噪声混叠

由于系统降低了所有噪声的频率并对噪声进行积分，因此用户应在此应用中使用总（积分）输出噪声。

5 如何降低LDO噪声？

LDO 中的主要噪声源来自带隙基准。有两种方法可用于降低LDO 中的噪声。下面详细介绍这两种方法。

降低噪声的一种方法是降低LDO 带宽，这可以通过降低LDO 内部误差放大器的带宽来实现。然而，如果我们减小误差放大器的带宽，就会降低LDO瞬态响应速度。