优化LDO设计：降低噪声与提高电源清洁度

"TI关于降低LDO噪音方法分析.pdf" 在电子系统中，低压降稳压器（LDO）常用于提供稳定且低噪声的电源，以确保敏感电路的正常运行。然而，LDO本身也会产生噪声，这可能对系统的整体性能产生影响。TI的分析指出，理解LDO噪声的来源并采取相应的降低措施至关重要。 首先，LDO噪声主要分为两大类：内部基准电压噪声、误差放大器噪声、场效应晶体管（FET）噪声以及电阻分压器噪声。这些噪声源在时域表现为随机波动，而在频域中则呈现特定的频率分布。通过频谱分析仪，我们可以观察到噪声随频率的变化，如图2所示，其中LDO的输出噪声在低频段尤为显著。 为了评估LDO的噪声性能，数据表通常会给出积分噪声值，它是在特定频率范围内（如10Hz到100kHz）计算出的噪声均方根值（μVRMS）。较低的积分噪声值意味着LDO具有更好的噪声抑制能力。例如，TI的TPS7A91 LDO在10Hz到100kHz的积分噪声值仅为3.8μVRMS。 降低LDO噪声的方法主要包括选择低噪声LDO和使用适当的外部组件。降噪电容器，特别是输出电容器，可以有效地滤除LDO输出的高频噪声。选择具有低等效串联电阻（ESR）和低噪声特性的陶瓷电容器能进一步提高滤波效果。前馈电容器则可以帮助改善LDO对快速负载瞬变的响应，减少由此产生的噪声。 在实际应用中，设计师应考虑以下几点： 1. **选择合适的LDO**：优先选择具有低噪声特性的LDO，同时注意其噪声频谱和积分噪声值。 2. **优化电容配置**：根据系统的频率响应需求，适当增加输出电容器和前馈电容器的容量，以提高噪声抑制。 3. **考虑PCB布局**：良好的印制电路板（PCB）布局可以减少噪声耦合，例如，将LDO尽可能靠近负载放置，并确保电源和地线路径短而直。 4. **电源去耦**：使用多层陶瓷电容和钽电容等不同类型的电容器，实现宽频段的噪声抑制。 降低LDO噪声是一个综合性的过程，涉及到元器件选择、电路设计和布局优化等多个方面。通过深入理解LDO噪声的来源及其特性，工程师可以更有效地设计出低噪声电源系统，确保系统的高性能和稳定性。