NESY053 November   2023

 

  1.   1
  2.   概覽
  3.   摘要
  4.   雜訊與 ADC
  5.   定義電源架構中的雜訊和精密度
  6.   低雜訊和低功耗電壓參考的創新
  7.   超低雜訊電壓參考的創新
  8.   透過簡化的電源架構改善雜訊和熱性能
  9.   以 LDO 電源軌實現高電流低雜訊
  10.   精密電池監控的創新
  11.   結論
  12.   其他資源

以 LDO 電源軌實現高電流低雜訊

LDO 最大的固有雜訊來源為其內部電壓參考。為了減少雜訊並提升整體系統性能,TI 產品組合中的各種 LDO 都整合了 NR 針腳的降噪功能。將電容器 (CNR/SS) 連接到 NR 針腳上可建立在 VREF 節點具有內阻的電阻電容濾波器,如圖 12 中所示。

GUID-20231009-SS0I-BPKQ-LJK5-DKBLMTLGJHBN-low.svg 圖 12 具有 NR/SS 針腳的 N 通道金屬氧化物半導體 LDO。
方程式 2. V O U T = V R E F   × 1 + R 1 R 2

較新的 LDO 採用高準確度、高精密度和低雜訊電流來源,後接誤差放大器。實作單一增益配置還可確保在整個輸出範圍中保持低雜訊。TPS7A94 就是此類高準確度低雜訊 LDO 一個很好的例子,它可以在 10Hz 至 100kHz 頻寬範圍內實現 0.46μVRMS圖 13 顯示了輸出雜訊密度以及將 CNR/SS 從 1µF 增加到 10µF 的影響。

GUID-20220209-SS0I-VHC5-PKJV-LT9PXCLQ7QT5-low.png
VOUT = 3.3 V CIN = COUT = 10 μF
IOUT = 500 mA 10 Hz ≤ fSW ≤100 kHz
圖 13 TPS7A94 的輸出雜訊與 CNR/SS 的關係。

TPS7A94 擁有的功能組合代表了新一代低雜訊 LDO,可實現優異的電壓準確度與超低雜訊,這在 TPS7A94 是高解析度訊號鏈的主要電源時十分重要,因為高解析度 ADC 對雜訊更為敏感。在圖 14 所示的典型應用中,TPS7A94 是 ADC、運算放大器、時鐘和外部電壓參考的主電源,這些都是高性能元件。此訊號鏈的目標是透過使用 TPH210 和 REF70 具有低 1/f 雜訊的超低輸入電流雜訊,最大限度地提高 ADS127L11 的總諧波失真、訊噪比和增益誤差。TPS7A94 的低雜訊及高 PSRR 提供了一條乾淨的電源線,可限制可能耦合到 TPS210、ADC127L11 和 REF70 主動電路並降低性能的任何雜訊。

GUID-20231008-SS0I-GVWZ-GHXW-DZSNV5MNDD2R-low.svg 圖 14 為訊號鏈供電的 TPS7A94。