TPS7H1111-SEP超低噪声高PSRR LDO评估模块技术解析

描述

Texas Instruments TPS7H1111EVM评估模块是一款专为航天增强型产品TPS7H1111-SEP设计的工程演示板。TPS7H1111-SEP是一款耐辐射、1.5A、超低噪声、超高PSRR RF LDO稳压器,非常适合需要低噪声和高电源抑制比(PSRR)的航天应用。TI TPS7H1111EVM评估 模块默认配置有输出电阻器,可调节至1.8V VOUT ,可用VIN 范围为 (1.8V+VDO) 至7V~,VBIAS 范围为 (VOUT~ +1.6V) 至14V。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS7H1111EVM评估模块数据手册.pdf

特性

  • 1.5A稳压器
  • 超低噪声
  • 高电源抑制比 (PSRR)

PCB布局

增强型

TPS7H1111-SEP超低噪声高PSRR LDO评估模块技术解析

产品概述与辐射特性

TPS7H1111EVM评估模块是专为评估TPS7H1111-SEP和TPS7H1111-SP(QMLP)系列1.5A超低噪声、高PSRR、空间增强型塑料封装低压差线性稳压器而设计。该器件具有以下突出特性:

辐射耐受性能‌:

  • 总电离剂量(TID)耐受达50krad(Si)
  • 单粒子锁定(SEL)、单粒子烧毁(SEB)和单粒子栅击穿(SEGR)免疫至LET=43 MeV-cm²/mg
  • 单粒子功能中断(SEFI)和单粒子瞬态(SET)特性表征至LET=43 MeV-cm²/mg

电气性能指标‌:

  • 超低噪声:1.71µVRMS(典型值),10Hz-100kHz
  • 卓越的电源抑制比(PSRR):
    • 109dB@100Hz
    • 71dB@100kHz
    • 66dB@1MHz
  • 输入电压范围0.85V至7V
  • 偏置电源2.2V至14V以最小化功耗
  • 输出电压低至0.4V,最大输出电流1.5A

评估模块硬件配置

关键接口与跳线说明

电源连接器‌:

  • J1:VIN输入香蕉插座(0.85-7V)
  • J7:VBIAS偏置输入香蕉插座(2.2-14V)
  • J2:VOUT输出香蕉插座(默认1.8V)

功能跳线‌:

  • J12:三引脚电流限制模式选择器(恒定电流/关断模式)
  • J13:三引脚使能/禁用选择器(EN信号接VIN或GND)

测试点布局‌:

  • TP1:LDO输出引脚直接测量点
  • TP2/TP3:COUT平面测量点(Bode信号注入)
  • TP6:电源良好(PG)状态指示
  • TP9:SS_SET软启动控制节点

性能测试结果

动态特性测量

启用与软启动时序‌:

  • CSS=4.7μF时软启动时间约3.7ms
  • 测试条件:VIN=2.5V,VBIAS=5V,IOUT=1.5A

PSRR测试数据‌:

  • 测试条件:VIN=2.5V,VBIAS=5V,VOUT=1.8V,IOUT=1A,去除CIN
  • 采用50dB增益宽带放大器降低测量仪器噪声基底
  • 注入信号:-10dBm(200mVpp)至100kHz,-17dBm约2MHz

稳定性分析‌:

  • 增益相位测试采用-7dBm参考电平,10kHz-200kHz降至-27dBm
  • 额外26dB外部衰减确保小信号行为
  • 相位裕度充足,全负载范围内稳定

噪声频谱密度‌:

  • 1.68µVRMS总噪声(10Hz-100kHz)
  • 超低噪声特性适合射频和精密模拟电路

典型应用场景

卫星电源系统(EPS)

  • 为星载高精度数据转换器(ADC/DAC)提供清洁电源
  • 电压控制振荡器(VCO)和锁相环(PLL)供电

工业测量系统

  • 现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理器(DSP)核心电压
  • 成像传感器模拟前端供电

医疗电子设备

  • 高分辨率生物电信号采集电路
  • 精密仪器基准电压生成

设计注意事项

  1. 热管理‌:
    • 最大功耗计算:PD = (VIN - VOUT) × ILOAD
    • 高差分电压时需谨慎选择负载电流
  2. 布局指南‌:
    • 采用开尔文连接检测输出电流
    • 敏感信号远离高频开关节点
    • 电源旁路电容尽量靠近器件引脚
  3. 配置要点‌:
    • 修改R8(RSET)调节输出电压(0.4V-5.5V)
    • 需同步调整FB_PG分压器(R5/R10)以匹配新输出电压
    • 软启动电容C13影响启动时间(默认4.7μF)
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