理解与降低LDO噪声：内部与外部噪声源分析

“如何降低LDO噪声 - 应用笔记AN-1120，作者Glenn Morita，探讨了LDO噪声来源、分类及其对电路影响，解释了电源抑制比(PSRR)与内生噪声的区别，并提供了降低噪声的策略。” 在电子工程中，低压差（LDO）线性稳压器广泛应用于电源管理，尤其是在需要低噪声输出的应用中。然而，LDO的噪声问题是一个关键考虑因素，因为它直接影响到下游电路的性能。本文档深入讲解了如何降低LDO噪声，对于理解和优化系统设计至关重要。 LDO噪声主要分为两类：内部噪声和外部噪声。内部噪声源于LDO自身组件，如晶体管、电阻和电容的热噪声、闪烁噪声等，这些噪声源通常无法完全消除，但可以通过选择低噪声元件和优化布局来减少。另一方面，外部噪声是由电源线、环境电磁干扰或负载瞬态变化等外部因素引入到LDO系统的，控制这些噪声通常涉及电源滤波和电路隔离。 电源抑制比(PSRR)是衡量LDO抑制其输入端噪声能力的一个重要指标。误差放大器在LDO中起到关键作用，它决定了PSRR，从而影响LDO对外部噪声的抑制效果。高PSRR意味着LDO能更有效地抑制输入电压波动对输出电压的影响。 理解PSRR与频率的关系至关重要，因为PSRR通常随频率变化。在低频下，PSRR可能非常高，但在高频下可能会下降。因此，设计时需关注LDO的PSRR曲线，确保在目标应用的频段内，LDO能提供足够的噪声抑制。 降低LDO噪声的策略包括： 1. **选择低噪声LDO**：选用具有优秀PSRR特性和低内生噪声的LDO芯片。 2. **优化滤波**：在LDO输入和输出端添加LC滤波器，以减少高频噪声。 3. **电源线设计**：使用宽电源和接地平面，减小电源线阻抗，降低噪声传播。 4. **布局优化**：将LDO靠近负载放置，减少布线长度，降低噪声耦合。 5. **使用去耦电容**：在LDO输入和输出端放置适当的去耦电容，以滤除高频噪声。 此外，了解LDO数据手册中的噪声参数规格也非常重要。例如，了解噪声密度（nV/√Hz）、峰-峰噪声电压等参数，有助于预测在特定频率下的噪声表现。 降低LDO噪声需要全面考虑内部和外部噪声源，合理设计电路布局，选择合适的技术参数，并利用有效的滤波方案。通过深入理解这些原理和实践策略，工程师可以创建出满足低噪声要求的高效LDO系统。