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如何實現低噪聲和高精度的方法詳解

德州儀器 ? 來源:面包板社區 ? 作者:德州儀器 ? 2021-04-16 11:55 ? 次閱讀

在我們的日常工作中,電源管理對實現電子元件的進一步集成至關重要。數十年來,TI 致力于開發新的工藝、封裝和電路設計先進技術,從而為您的設計提供出色的電源器件。

無論您是需要提高功率密度、延長電池壽命、減少電磁干擾、保持電源和信號完整性,還是維持在高電壓下的安全性,我們都致力于幫您解決電源管理方面的挑戰。德州儀器 ( TI ) 是與您攜手推動電源進一步發展的合作伙伴。

本文將講解如何實現低噪聲和高精度:增強電源和信號完整性,以提高系統級保護和精度。

要實現精密信號鏈,低噪聲 LDO 穩壓器和開關轉換器、精密的監控和可靠的保護是必不可少的。對于電動汽車電池監測、測試和測量以及醫療等應用,TI 使用專用的電源處理技術以及先進的電路和測試技術,可提高精度、更大限度地減少失真,并降低線性和開關電源轉換器的噪聲。

TI 低噪聲和高精度技術的優勢

減少 IC 誤差源

(1)利用 TI 高度優化的低噪聲互補金屬氧化物半導體 (CMOS) 工藝來減少工藝的非理想因素

(2)利用先進的電路和測試技術來降低工藝非理想因素的影響

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圖 1. 噪聲與頻率曲線圖

(3)采用了陶瓷封裝和電路板應力管理等先進技術

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圖 2. 調節器件和電路板應力

系統噪聲消減

(1)技術的進步支持通過高電源抑制比 (PSRR) 低壓降穩壓器 (LDO) 和片上濾波實現更高的系統級抗干擾和抗噪性能

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圖 3. 高 PSRR 可實現更好的濾波

和更低的輸出噪聲

如何降低 LDO 噪聲?

LDO 中的主要噪聲源來自帶隙基準源,可使用兩種方法來降低 LDO 中的噪聲。下面內容詳細說明了這兩種方法。

降低噪聲的一種方法是降低 LDO 帶寬,這可以通過降低 LDO 內部誤差放大器的帶寬來實現。但是,如果我們降低誤差放大器的帶寬,則會降低 LDO 瞬態響應速度。

另一種方法是使用低通濾波器 (LPF)。我們知道,LDO 噪聲的最主要來源是內部的帶隙基準源。因此,我們可在帶隙輸出和誤差放大器輸入之間插入一個 LPF,從而在誤差放大器將帶隙噪聲放大之前將其降低。通常,該 LPF由一個內部大電阻器和一個外部電容器組成。此濾波器的截止頻率設置得越低越好,從而濾除幾乎所有的帶隙噪聲。

這里始終有一個問題:為什么占用大部分芯片面積的大功率導通元件(主要是 FET)不是主要噪聲源?答案是沒有增益。作為主要噪聲源的帶隙基準源連接至誤差放大器的輸入端,因此會被誤差放大器的增益放大。我們知道,要研究輸出噪聲,首先要了解運算放大器輸入的每個噪聲影響因素;所以,要研究導通 FET 的噪聲,需要先找到噪聲的影響因素,即導通 FET 和誤差放大器輸入之間的開環增益。開環增益非常大,因此,導通 FET 的其他噪聲影響因素通常可以忽略不計。
編輯:lyn

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原文標題:電源“芯”趨勢 | 帶您走進低噪聲和高精度

文章出處:【微信號:tisemi,微信公眾號:德州儀器】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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