線性穩(wěn)壓器產(chǎn)生低噪聲電壓

線性穩(wěn)壓器在濾波開關(guān)穩(wěn)壓器產(chǎn)生的電壓方面非常出色。開關(guān)穩(wěn)壓器始終具有一定量的輸出電壓紋波。在許多處理非常小信號(hào)的應(yīng)用中，這種紋波會(huì)造成干擾。無源元件通常用于濾波開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出電壓，但LC濾波器等無源濾波器（見圖1）也有一些缺點(diǎn)。根據(jù)濾波器所需的截止頻率，空間要求有時(shí)相當(dāng)可觀，電感器可能很昂貴。然而，無源濾波器的最大缺點(diǎn)是濾波器增加了一定的損耗和輸出電壓（如V。外在圖1中），根據(jù)工作電流而變化。因此，產(chǎn)生的電壓的直流調(diào)節(jié)精度相當(dāng)?shù)汀?/p>

圖1.開關(guān)穩(wěn)壓器輸出端的無源濾波器。

通常使用線性穩(wěn)壓器代替無源LC濾波器來清理開關(guān)穩(wěn)壓器產(chǎn)生的電壓。它們通常具有非常高的電源抑制比（PSRR）。這意味著線性穩(wěn)壓器的輸入紋波在大多數(shù)情況下被阻斷，因此線性穩(wěn)壓器的輸出紋波非常低。此外，線性穩(wěn)壓器的輸出電壓有自己的閉環(huán)，因此調(diào)節(jié)良好且精度高。

線性穩(wěn)壓器在非常重要的規(guī)格方面也有所不同，即它們通過內(nèi)部基準(zhǔn)電壓和內(nèi)部誤差放大器自身產(chǎn)生的噪聲。在需要低干擾（低噪聲）的應(yīng)用中，線性穩(wěn)壓器產(chǎn)生的干擾起著重要作用。超低噪聲線性穩(wěn)壓器可用于此目的。

使用線性穩(wěn)壓器濾除開關(guān)穩(wěn)壓器產(chǎn)生的電壓的概念如圖2所示。該方案不僅適用于正電壓，也適用于負(fù)電壓。一個(gè)典型的用例是，必須非常精確地測量–5 V至+5 V之間的雙極性信號(hào)，并使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)字化。信號(hào)路徑的輸入級(jí)需要一個(gè)具有正負(fù)電壓的低噪聲雙極性電源。對(duì)于正電壓，市場上有許多線性穩(wěn)壓器提供高PSRR和相當(dāng)?shù)偷母蓴_。特別是對(duì)于高度關(guān)鍵的應(yīng)用，ADI公司提供了多種解決方案。然而，對(duì)于負(fù)電壓，只有少數(shù)線性穩(wěn)壓器用于此類應(yīng)用。例如，新型 LT3094 可用于濾波一個(gè)非常高的 PSRR 的負(fù)電壓，并具有極低的噪聲水平，這對(duì)于對(duì)來自電源的干擾做出敏感響應(yīng)的應(yīng)用非常重要。圖 3 示出了 LT3094 在不同頻率下的 PSRR。對(duì)于開關(guān)頻率為1 MHz的開關(guān)穩(wěn)壓器，LT3094線性穩(wěn)壓器可提供約75 dB的PSRR。LT3094的噪聲電平僅為0.8 μV rms，介于10 Hz和100 kHz之間。

圖2.線性穩(wěn)壓器，作為開關(guān)穩(wěn)壓器輸出端的有源濾波器。

圖3.LT3094 線性穩(wěn)壓器針對(duì)負(fù)電壓的電源抑制比。

線性穩(wěn)壓器可以濾除正輸出電壓和負(fù)輸出電壓的電源紋波。這種類型的濾波對(duì)于負(fù)電壓范圍也非常有用。由于用于負(fù)電壓的特殊低噪聲類型有限，因此很難找到合適的器件。隨著新的Power by Linear的發(fā)布?ADI公司的LT3094現(xiàn)在提供具有極高PSRR的極低噪聲選項(xiàng)。

審核編輯：郭婷