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積分噪聲概念及超低噪聲低壓降穩壓器介紹

2020年11月19日 14:22 次閲讀

積分噪聲值由噪聲譜密度函數的積分導出。然而,用函數表示任何一條曲線並將其積分非常複雜。將測量曲線分割成小部分更容易。如果每部分的頻差fn+1–fn趨於0,則所有貢獻之和等於函數的積分。

在實際測量中,實現fn+1–fn的零頻差是不可能的,但有可能使其接近於零。噪聲譜密度測量有多個點,使我們能夠獲得較好精度的積分噪聲和檢測振盪峯。在我們的例子中,我們有6,400點在10赫茲至100千赫的頻率範圍內。噪聲譜密度曲線由6,399個區間插值,表示為VNOISE,AVG,n。

下圖顯示NCP110LDO穩壓器的噪聲譜密度。如果我們將NCP110LDO穩壓器的測量值插入到最後的方程中,我們將得到積分噪聲的結果,如下表所示。雖然噪聲譜密度曲線由於COUT值較高而移動到一個較低的頻率,但積分噪聲增加。為什麼會這樣呢?如下圖所示,您可看到這是因為與IOUT和COUT相關的峯值移動到10Hz至100kHz的範圍內,在此範圍內計算積分噪聲。

為什麼不選一些輸出電容值高的LDO?如您所見,在輸出電容值升高,輸出電流降低時,與輸出電流和輸出電容有關的峯值,會上升並移動到有用的頻率範圍10Hz至100kHz。

高輸出電容值,例如10uF,改善瞬態響應。更好的瞬態響應可能是使用高輸出電容值的一個原因。在本例中,NCP110在使用較高的輸出電容值時具有振鈴(超過一個下衝)和較長的對瞬態事件的穩定時間,但它仍然穩定。振鈴使峯值增大,積分噪聲也增加,如下表所示。NCP110LDO穩壓器是為1uF較低的輸出電容值而設計,附加電容改善了系統的瞬態響應,但影響了系統的噪聲性能。

積分噪聲是一種表示LDO在特定頻率範圍內產生多少噪聲的方法。瞭解如何測量這種噪聲和系統級設計選擇的影響在設計乾淨的電源時很重要。
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