详谈LDO噪声及其分类

在我们之前的博客中，我们谈到《低压降（LDO）稳压器之理想与现实》，介绍了什么是 LDO 稳压器及其噪声参数的基本信息。今天，我们将进一步详细谈谈什么是噪声，它是如何分类的，并介绍安森美半导体提供的超低噪声 LDO。

噪声分为两类：内部噪声和外部噪声。内部噪声是不可避免的，每个电子设备都会产生内部噪声。LDO 由理想的源供电，这意味着它不受外界影响，因此在输入端没有外部噪声 (虽然 LDO 在输出端确实有内部噪声)。外部噪声是由外界影响(输入处的纹波——实际源) 产生的各种噪声。输入波纹与电源抑制比 (PSRR) 有关。

此外，还有如热和闪烁等噪声的不同类别。热噪声是由粒子的随机热运动引起的，这种运动称为扩散。热噪声的存在没有外部电压连接。与热噪声不同的是，闪烁噪声是由粒子电流的随机变化引起的，这种运动称为漂移。漂移是由外部电压引起的，这意味着没有外部电压就不可能存在闪烁噪声。

噪声也可按频谱划分。我们用颜色来识别特定的噪声频谱。例如白色、粉红色、棕色、灰色等。通过颜色识别的第一种噪声是白噪声，它在整个频谱范围内是平滑的。

那么我们如何测量噪声呢？如前所述，内部噪声是由输入端有理想源的 LDO 产生的噪声。在实际测量中，这个理想的源可能是电池，它比 LDO 稳压器具有更低的内部噪声。这种噪声与频率有关，它由一个参数表示，如频谱噪声密度曲线或积分噪声值 (在通常为10 Hz 至100 kHz 的特定频率范围内，输出噪声电压以微伏- uVRMS表示)。

但什么是频谱噪声密度呢？如果您及时测量噪声，您只能看到噪声的绝对振幅值，但不能看到所有噪声属性的频率。正如上面的图片所示，噪声在x10的范围内。频谱噪声密度曲线是所产生的噪声之和。每一噪声都是在窄幅的频率范围内测量的。您可在下面的图片中看到频谱噪声密度。

LDO 输出端的噪声也与负载有关。负载消耗电流 Iout，该电流值等于电阻 RLOAD。与负载相关的是多个 RLOAD和输出电容 COUT。较高的 RLOAD值或较高的 COUT值意味着与负载相关的曲线部分向较低频率移动。在上面的图片上，您可看到与 IOUT有关，在下面的图片中，您可看到与 COUT有关。

安森美半导体有宽广的 LDO 阵容，具有不同的噪声参数。标准的 LDO 通常具有典型的 50 uVRMS 以上的积分噪声，另外还有低噪声产品 (噪声 RMS) 和超低噪声器件 (噪声 RMS)。例如最新的超低噪声 LDO 是 NCP 160/NCP 161/NCP 163/NCP 167 系列和 NCP 110。这些 LDO 的积分噪声低于 10 uVRMS，是敏感应用如射频、传感器、摄像机、智能手机、平板电脑或无线局域网的极佳选择。

但是，如何表示 LDO 输出的噪声有多大呢？可用如上文所示的积分噪声频率范围表示。这个范围通常是10赫兹至100千赫。