線性穩(wěn)壓器具 2nV/√Hz 噪聲和 120dB 電源抑制
AC 電流產(chǎn)生磁場,該磁場將在附近的其他回路中引起電流,在變壓器中,繞組以同樣的方式耦合。在圖 21 中,兩個所關(guān)注的回路用藍色和紅色顯示。藍色回路由 CSET 和 RSET 形成,在誤差放大器輸入端產(chǎn)生紋波。由于 LT3042 的單位增益架構(gòu),這個紋波被一直傳送到輸出端。紅色回路由輸出電容器和回看進穩(wěn)壓器的阻抗 (以及附近的負(fù)載組件) 直接在穩(wěn)壓器輸出端產(chǎn)生紋波。
與直覺相反,去掉 LT3042 輸入端的電容會降低輸出紋波?紤]到這不是信號的電饋通,而是磁場耦合,所以人們在設(shè)計電路板時,必須考慮距離、屏蔽和回路方向。場強與距離和回路面積有關(guān),最大限度減小回路面積 (不是靠采用輸入電容器) 和最大限度延長距離 (僅通過使用 DC-DC 轉(zhuǎn)換器輸出電容) 限制了加到敏感回路上的電流。
這表明,之前決定在信號驅(qū)動器電路板的輸出端或穩(wěn)壓器輸入端不使用電容器是明智的。如果在穩(wěn)壓器輸入使用電容器,就增加了一個回路,從而會產(chǎn)生磁場,該磁場耦合進輸出并導(dǎo)致錯誤的測量結(jié)果。穩(wěn)壓器電源抑制看起來會比實際情況差得多。
使用開關(guān)穩(wěn)壓器時遇到的另一個問題是,不僅要去掉開關(guān)頻率紋波,還要去掉與開關(guān)邊沿有關(guān)的尖峰。有些電路的開關(guān)邊沿僅在幾納秒時間內(nèi)就過渡完畢,從而產(chǎn)生數(shù)百 MHz 頻率分量。這些頻率無法用簡單的線性穩(wěn)壓器消除。走線電容和磁耦合等寄生效應(yīng)使得這些尖峰難以降低。請參閱凌力爾特《應(yīng)用指南 101》(Application Note 101)“Minimizing Switching Regulator Residue in Linear Regulator Outputs”(最大限度降低開關(guān)穩(wěn)壓器信號在線性穩(wěn)壓器輸出中的殘留),以及附錄 B “控制高頻開關(guān)尖峰”,以獲得進一步的信息。
結(jié)論
LT3042 等線性穩(wěn)壓器具備很高的性能,為敏感系統(tǒng)提供了噪聲極低的電源軌。驗證這類器件的 DC 性能通常不是很棘手的任務(wù)。而在性能如此之高的情況下,諸如噪聲、電源抑制等關(guān)鍵參數(shù)不那么容易測量。就連測量電路、連接、電路板布局和設(shè)備中最不引人注意的細(xì)節(jié)都要格外注意。一度可能被忽視的微小誤差 (與待測信號相比) 現(xiàn)在卻成了一階誤差項。能夠提供高 PSRR 性能表明,信號不是通過器件本身而是通過磁耦合發(fā)送的。必須檢查每一個細(xì)節(jié),以確保測量保真度,提供可靠的結(jié)果。
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