www.久久久久|狼友网站av天堂|精品国产无码a片|一级av色欲av|91在线播放视频|亚洲无码主播在线|国产精品草久在线|明星AV网站在线|污污内射久久一区|婷婷综合视频网站

引言

在很多電路應(yīng)用中，無噪聲、良好穩(wěn)定的電源對(duì)于實(shí)現(xiàn)最佳性能是很重要。壓控振蕩器 (VCO) 和精確的壓控晶體振蕩器 (VCXO) 會(huì)迅速響應(yīng)電源的微小變化。鎖相環(huán) (PLL) 需要穩(wěn)定的電源，因?yàn)殡娫瓷系男盘?hào)會(huì)直接轉(zhuǎn)變成輸出的相位噪聲。RF 放大器需要無噪聲電源，因?yàn)檫@類放大器缺乏抑制電源變化的能力，而且穩(wěn)壓器變化將以不想要的邊帶信號(hào)形式出現(xiàn)，降低了信噪比。低噪聲放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 不具備無限大的電源抑制能力，穩(wěn)壓器輸出越干凈，性能就越高。上面僅列舉了幾種需要線性穩(wěn)壓器提供無噪聲電源軌的例子，那么怎樣才能確保穩(wěn)壓器按規(guī)定運(yùn)行呢?

電源一旦搭建完畢就可以確定，對(duì)于其應(yīng)用而言，電源是否具有足夠低的噪聲。振蕩器的相位噪聲可以測(cè)量，然后，相對(duì)于用一個(gè)已知和性能良好的電源實(shí)現(xiàn)之結(jié)果，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較。還要檢查 ADC，以確保得到最多位數(shù)。這些測(cè)量工作比較難，需要耗費(fèi)大量時(shí)間，如果可不進(jìn)行費(fèi)用高昂的試驗(yàn)就可確保噪聲足夠低，那會(huì)更好。

除了噪聲，還必須考慮線性穩(wěn)壓器的電源抑制能力。線性穩(wěn)壓器電源抑制能力不佳會(huì)給開關(guān)穩(wěn)壓器留下剩余信號(hào)或帶來其他不想要的信號(hào)，從而破壞為確保擁有干凈的電源所付出的艱苦努力。如果電源抑制能力不佳，留下了足夠淹沒噪聲的信號(hào)，那么穩(wěn)壓器的噪聲即使極低，也是沒有價(jià)值的。

測(cè)量輸出電壓噪聲

靜噪不是新鮮事

噪聲問題很早以前就開始提及了。2000 年 3 月凌力爾特發(fā)布了《應(yīng)用指南 83》(Application Note 83)，題為 “低壓差穩(wěn)壓器的低噪聲性能驗(yàn)證” (Performance Verification of Low Noise, Low Dropout Regulators)，文中詳細(xì)敘述了一種測(cè)量方法，可以有把握地測(cè)量低至 4µVRMS 的穩(wěn)壓器輸出電壓噪聲。該應(yīng)用指南中所用的放大器電路和濾波器在 10Hz 至 100kHz 帶寬時(shí)提供 60dB 增益。這是一個(gè)良好的起點(diǎn)，可以有把握地測(cè)量噪聲水平。

諸如 LT3042 等最新線性穩(wěn)壓器現(xiàn)已投產(chǎn)，其輸出電壓噪聲低得多。在《應(yīng)用指南 83》發(fā)布前后推出的該系列穩(wěn)壓器在 10Hz 至 100kHz 頻帶上的噪聲約為 20µVRMS，而現(xiàn)在 LT3042 在相同頻帶上的噪聲低至 0.8µVRMS�；仡櫋稇�(yīng)用指南 83》中的電路可以看出，輸入?yún)⒖荚肼晫訛? 0.5µVRMS，當(dāng)測(cè)量低至 4µVRMS 的噪聲時(shí)，誤差低于 1%。在輸出噪聲為 0.8µVRMS 的現(xiàn)在，這樣的噪聲層就不可接受了，因?yàn)榉�(wěn)壓器本身的工作噪聲僅略高于測(cè)量電路。這相當(dāng)于幾乎高達(dá) 20% 的誤差，從而使測(cè)量電路成為過于重要的因素，以至于不能有把握地測(cè)量信號(hào)。

測(cè)量低于 1µVRMS 的噪聲不是一項(xiàng)微不足道的任務(wù)。在 10Hz 至 100kHz 測(cè)量頻帶上逆推，這相當(dāng)于 3.16nV/√Hz 噪聲頻譜密度 (假定噪聲為白噪聲)。這就相當(dāng)于 625Ω 電阻器產(chǎn)生的熱噪聲。以 5% 的誤差測(cè)量這么大的噪聲，要求儀器有一個(gè) 1nV/√Hz 的輸入?yún)⒖荚肼�，�?1% 內(nèi)的誤差測(cè)量則要求 450pV/√Hz 的輸入?yún)⒖荚肼暋?/p>

進(jìn)行什么樣的測(cè)量?

我們現(xiàn)在對(duì)儀器要求的噪聲層已有所了解，但是還有一個(gè)問題，即關(guān)鍵頻率范圍以及用什么儀器測(cè)量所產(chǎn)生的噪聲。為了測(cè)量噪聲頻譜密度，可以簡(jiǎn)單地通過低噪聲增益級(jí) 饋送穩(wěn)壓器輸出，然后再饋送到頻譜分析儀中，從而將不想要的頻率從測(cè)量中隔離出去。如果想測(cè)量峰至峰值或 RMS 噪聲，那么在低噪聲增益級(jí)上要確保帶阻，以確保僅測(cè)量在想要的帶寬內(nèi)的信號(hào)。

常用的寬帶噪聲測(cè)量頻率范圍為 10Hz 至 100kHz。這個(gè)范圍包括音頻頻帶，可確保通過 RF 傳送的基帶數(shù)據(jù)產(chǎn)生最小的邊帶信號(hào)。鎖相環(huán)中使用的低噪聲穩(wěn)壓器和高準(zhǔn)確度儀表要求在較高的頻率上進(jìn)行測(cè)量 (高達(dá) 1MHz 及以上)，因此我們不應(yīng)該將自己限制到僅 100kHz 范圍。理想情況下，帶阻會(huì)在想要的頻率上實(shí)現(xiàn)絕對(duì)的磚墻式濾波，但電路設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)使我們無法實(shí)現(xiàn)這樣的效果。選擇較高階的巴特沃斯 (Butterworth) 濾波器, 以保持所關(guān)注頻率范圍內(nèi)的最大平坦度及其提供更好磚墻式近似的能力。濾波器的階數(shù)由其等效噪聲帶寬 (ENB) 引入的誤差決定：二階低通巴特沃斯濾波器的 ENB 為 1.11fH，所產(chǎn)生的誤差太大。4 階濾波器的 ENB 降至 1.026fH，所產(chǎn)生的誤差約為 1.3%。更高階的濾波器會(huì)增加不必要的復(fù)雜性和成本，所帶來的性能改進(jìn)卻很小。4 階濾波器的誤差加上輸入?yún)⒖荚肼曀�引入的誤差，若要以 5% 內(nèi)的誤差進(jìn)行測(cè)量，則要求來自放大器的輸入?yún)⒖荚肼曋�最大誤差不超過 1%。

電路增益也必須考慮。如果增益太低，測(cè)量?jī)x器的噪聲會(huì)加進(jìn)來，像放大器的輸入噪聲一樣，損害測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí)，儀器也許不夠靈敏，無法提供可靠的測(cè)量結(jié)果。就 RMS 噪聲測(cè)量而言，HP3400A RMS 電壓表的底部范圍為 1mV，因此 60dB 是絕對(duì)最低增益�；�于目前可獲得的商用頻譜分析儀 (而且可從二手市場(chǎng)獲得) 之噪聲層數(shù)據(jù)，人們決定 80dB 時(shí)會(huì)有最佳的工作表現(xiàn)。