负线性稳压器在1MHz下具有的噪声和电源抑制比有多少

低压差（LDO）线性稳压器广泛应用于噪声敏感型应用已有数十年了。然而，随着最新的精密传感器、高速和高分辨率数据转换器（ADC和DAC）以及频率合成器（PLL/VCO）不断向传统的LDO稳压器提出挑战，以产生超低输出噪声和超高电源纹波抑制（PSRR），噪声要求变得越来越难以满足。

       例如，在为传感器供电时，电源噪声会直接影响测量结果的准确性。开关稳压器通常用于配电系统，以实现更高的整体系统效率。为了构建低噪声电源，LDO稳压器通常会对噪声相对较高的开关转换器的输出进行后级调节，而无需使用庞大的输出滤波电容。LDO稳压器的高频PSRR性能变得至关重要。  

       2015年推出的LT3042是业界首款在1MHz下仅有0.8μVrms输出噪声和79dBPSRR的线性稳压器。两款类似的器件LT3045和LT3045-1可提供更高的额定值和附加功能。所有这些器件都是正LDO稳压器。当系统具有双极性器件（例如运算放大器或ADC）时，必须在极性电源设计中使用负LDO稳压器。

       LT3094是首款具有超低输出噪声和超高PSRR的负LDO稳压器。表1列出了LT3094及相关器件的主要特性。  典型应用  LT3094具有精密电流源基准，后接高性能输出缓冲器。负输出电压可通过流过单个电阻的-100µA精密电流源进行设置。这种基于电流基准的架构可提供宽输出电压范围（0V至-19.5V），并提供几乎恒定的输出噪声、PSRR和负载调节，与设置的输出电压无关。图1显示了一个典型应用，演示板如图2所示。整体解决方案尺寸大约仅为10mm×10mm。  

图1.−3.3V输出低噪声解决方案  

图2.演示电路显示了一个-3.3V微型解决方案   表1.LT3094和低噪声LDO的特性

  LT3094具有超低输出噪声，在10Hz至100kHz范围内为0.8µVrms，并且在1MHz时具有74dB超高PSRR。此外，LT3094具有可编程电流限制、可编程电源良好阈值、快速启动功能和可编程输入至输出电压控制（VIOC）。当LT3094对开关转换器进行后级调节时，如果LDO稳压器输出电压可变，LDO稳压器两端的电压将通过VIOC功能保持恒定。

         LT3094通过内部保护功能避免器件损坏，包括具有折返功能的内部限流、热限制、反向电流和反向电压保护。  直接并联实现更高的电流  LT3094可以轻松并联以增加输出电流。图3显示了使用两个并联的LT3094实现1A输出电流的解决方案。为了使两个器件并联，将SET引脚连接在一起，并在SET引脚和地之间放置一个SET电阻RSET。流过RSET的电流为200µA，是单个器件中SET电流量的两倍。为了获得良好的均流特性，LT3094的每个输出都使用一个20mΩ的小镇流电阻。  

图3.两个并联LT3094的原理图   图4显示了图3中电路的热性能，其中输入电压为−5V，输出电压为−3.3V，运行于1A负载电流下。每个器件的温度大约升至50℃，表明热量均匀分布。对于更高输出电流和更低输出噪声，可以并联的器件数量没有限制。  

图4.两个并联LT3094的热图像  具有可变输出电压的正负双电源  电源通常配置由LDO稳压器进行后级调节的开关转换器，以实现低输出噪声和高系统效率。为了在功耗和PSRR之间保持适当的权衡，LDO稳压器的输入和输出之间的优化电压差约为-1V。在可变输出电压系统中保持这种电压差很复杂，但LT3094具有跟踪功能VIOC，即使输出电压变化，它也能在LDO稳压器两端保持电压恒定。  

（1）   其中VFBX2为0mV，IFBX为83.3µA。将R2设置为14.7kΩ，则对于可变输出电压可将VIOC电压设置为1.23V。电阻R1为133kΩ时，将LT3094的输入电压限制为16.5V，则计算如下  

      （2）   电路在12V输入下运行的热图像如图6所示。当输出电压从±3.3V变化至±12V时，LT3094的温升保持不变。表2列出了所有三款器件的电压和电流。图7显示了在12V输入下的±5V电源瞬态响应。   在图5中，除了LT8582的输出电容之外，在LT3094的输入端未放置额外电容。通常，输入电容会降低输出纹波，但对LT3094来说并非如此。如果LT3094具有输入电容，则开关转换器的开关电流将流过输入电容，从而导致开关转换器与LT3094输出的电磁耦合。输出噪声会增加，从而使PSRR降低。如果开关稳压器位于具LT3094两英寸的范围以内，为了获得最佳的PSRR性能，我们建议不要在LT3094的输入端放置电容。  

图5.可调节的双输出正/负电源具有高纹波抑制和低温运行性能  

图6.12V输入下的双电源热图像  

图7：12V输入、±5V输出下的双电源瞬态响应   表2.12V输入、±500mA负载下的双输出正/负电源的电路性能

 结论  LT3094是一款具有超低噪声和超高PSRR的负LDO稳压器。它采用基于电流基准的架构，可使噪声和PSRR性能独立于输出电压，多个LT3094可以轻松并联，以增加负载电流并降低输出噪声。当LT3094用于对开关转换器进行后置调节时，VIOC功能可以最大限度地降低LDO稳压器的功耗，使其成为可变输出电压应用的理想选择。   

责任编辑：xj

原文标题：负线性稳压器在1MHz下具有0.8μV RMS噪声和74dB电源抑制比

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