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如何實現低噪聲和高精度的增強電源和信號完整性

電子設計 ? 2021-04-21 14:29 ? 次閱讀

無論您是需要提高功率密度、延長電池壽命、減少電磁干擾、保持電源和信號完整性,還是維持在高電壓下的安全性,我們都致力于幫您解決電源管理方面的挑戰。德州儀器 ( TI ) 是與您攜手推動電源進一步發展的合作伙伴。

本文將講解如何實現低噪聲和高精度:增強電源和信號完整性,以提高系統級保護和精度。

要實現精密信號鏈,低噪聲 LDO 穩壓器和開關轉換器、精密的監控和可靠的保護是必不可少的。對于電動汽車電池監測、測試測量以及醫療等應用,TI 使用專用的電源處理技術以及先進的電路和測試技術,可提高精度、更大限度地減少失真,并降低線性和開關電源轉換器的噪聲。

TI 低噪聲和高精度技術的優勢

● 減少 IC 誤差源

● 系統噪聲消減

減少 IC 誤差源

(1)利用 TI 高度優化的低噪聲互補金屬氧化物半導體 (CMOS) 工藝來減少工藝的非理想因素

(2)利用先進的電路和測試技術來降低工藝非理想因素的影響

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圖 1. 噪聲與頻率曲線圖

(3)采用了陶瓷封裝和電路板應力管理等先進技術

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圖 2. 調節器件和電路板應力

系統噪聲消減

(1)技術的進步支持通過高電源抑制比 (PSRR) 低壓降穩壓器 (LDO) 和片上濾波實現更高的系統級抗干擾和抗噪性能

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圖 3. 高 PSRR 可實現更好的濾波

和更低的輸出噪聲

如何降低 LDO 噪聲?

LDO 中的主要噪聲源來自帶隙基準源,可使用兩種方法來降低 LDO 中的噪聲。下面內容詳細說明了這兩種方法。

降低噪聲的一種方法是降低 LDO 帶寬,這可以通過降低 LDO 內部誤差放大器的帶寬來實現。但是,如果我們降低誤差放大器的帶寬,則會降低 LDO 瞬態響應速度。

另一種方法是使用低通濾波器 (LPF)。我們知道,LDO 噪聲的最主要來源是內部的帶隙基準源。因此,我們可在帶隙輸出和誤差放大器輸入之間插入一個 LPF,從而在誤差放大器將帶隙噪聲放大之前將其降低。通常,該 LPF由一個內部大電阻器和一個外部電容器組成。此濾波器的截止頻率設置得越低越好,從而濾除幾乎所有的帶隙噪聲。

這里始終有一個問題:為什么占用大部分芯片面積的大功率導通元件(主要是 FET)不是主要噪聲源?答案是沒有增益。作為主要噪聲源的帶隙基準源連接至誤差放大器的輸入端,因此會被誤差放大器的增益放大。我們知道,要研究輸出噪聲,首先要了解運算放大器輸入的每個噪聲影響因素;所以,要研究導通 FET 的噪聲,需要先找到噪聲的影響因素,即導通 FET 和誤差放大器輸入之間的開環增益。開環增益非常大,因此,導通 FET 的其他噪聲影響因素通常可以忽略不計。

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KA278RA05C 2A 可調/固定 5V 低壓差穩壓器 (LDO)

KA278R12C 2A固定12V低壓差穩壓器(LDO)

XXC是適合各種電子設備的低壓降穩壓器。它通過TO-220-4鉛全模封裝提供恒壓電源.KA278RXXC的壓降在額定滿載電流(2A)下低于0.5V。該穩壓器具有各種功能,如峰值電流保護,熱關斷和過壓保護。 特性 KA278RXXC系列(33/05/51/09 / 12) 2A / 3.3V,5V,5.1V,9V和12V輸出低壓降穩壓器 TO-220全模封裝(4引腳) 過流保護和熱關斷 過壓保護和短路保護 具有輸出禁用功能KA278RA05C 標題5V輸出,無需調節 輸出可以在1.25V與32V之間調節 2A輸出低壓降穩壓器 TO-220全模封裝(4引腳) 過流保護和熱關斷 過壓保護和短路保護 應用 該產品是一般用途,適用于許多不同的應用。 電路圖、引腳圖和封裝圖...
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KA278R12C 2A固定12V低壓差穩壓器(LDO)

KA278R05C 2A固定5V低壓差穩壓器(LDO)

信息KA278RXXC是適合各種電子設備的低壓降穩壓器。 它通過TO-220-4鉛全模封裝提供恒壓電源。 KA278RXXC的壓降在額定滿載電流(2A)下低于0.5V。 該穩壓器具有各種功能,如峰值電流保護、熱關斷和過壓保護。KA278RXXC系列(33/05/51/09/12) 2A/3.3V、5V、5.1V、9V和12V輸出低壓降穩壓器 TO-220全模封裝(4引腳) 過流保護和熱關斷 過壓保護和短路保護 具有輸出禁用功能 KA278RA05C 標稱5V輸出,無需調節 輸出可在1.25V與32V之間調節 2A輸出低壓降穩壓器 TO-220全模封裝(4引腳) 過流保護和熱關斷 過壓保護和短路保護...
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KA278R05C 2A固定5V低壓差穩壓器(LDO)

KA278R33C 2A固定3.3V低壓降穩壓器(LDO)

信息KA278RXXC是適合各種電子設備的低壓降穩壓器。 它通過TO-220-4鉛全模封裝提供恒壓電源。 KA278RXXC的壓降在額定滿載電流(2A)下低于0.5V。 該穩壓器具有各種功能,如峰值電流保護、熱關斷和過壓保護。KA278RXXC系列(33/05/51/09/12) 2A/3.3V、5V、5.1V、9V和12V輸出低壓降穩壓器 TO-220全模封裝(4引腳) 過流保護和熱關斷 過壓保護和短路保護 具有輸出禁用功能 KA278RA05C 標稱5V輸出,無需調節 輸出可在1.25V與32V之間調節 2A輸出低壓降穩壓器 TO-220全模封裝(4引腳) 過流保護和熱關斷 過壓保護和短路保護...
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KA278R33C 2A固定3.3V低壓降穩壓器(LDO)

LM2931 穩壓器,LDO,可調輸出,100 mA,60 V負載突降保護

信息 LM2931系列包括正固定和可調輸出低壓差(LDO)線性穩壓器,專門設計用于在極低輸入時保持適當調節 - 輸出電壓差。這些器件能夠提供超過100 mA的輸出電流,并在10 mA輸出時具有0.4 mA的低偏置電流。這些器件主要設計用于在惡劣的汽車環境中生存,可保護所有外部負載電路免受因反向電池連接,兩次電池跳轉啟動以及負載突降期間過度線路瞬態引起的輸入故障情況。該系列還包括內部限流,熱關斷,此外,還能夠通過鏡像插入來承受臨時上電。由于低壓差和偏置電流規格,LM2931系列非常適用于需要延長有用電池壽命的電池供電的工業和消費類設備。 'C'后綴可調輸出穩壓器具有輸出抑制引腳,在基于微處理器的系統中非常有用。 輸入到輸出電壓差 輸出電流超過100 mA 低偏置電流 60 V負載突降保護 -50 V反向瞬態保護 熱關斷時的內部限流 臨時鏡像保護 非常適合電池供電設備 經濟型5引腳TO-220封裝,帶有兩個可選引線 可提供表面貼裝SOP-8,D PAK和DPAK封裝 高精度(+/- 2%)參考(LM2931AC)可用 規格參數 < BR /> 電路圖、引腳圖和封裝圖...
發表于 04-18 20:39 ? 766次 閱讀
LM2931 穩壓器,LDO,可調輸出,100 mA,60 V負載突降保護

LM138 采用氣密封裝的 5A 可調節輸出線性穩壓器/LDO

信息描述 The LM138 series of adjustable 3-terminal positive voltage regulators is capable of supplying in excess of 5 A over a 1.2-V to 32-V output range. They are exceptionally easy to use and require only 2 resistors to set the output voltage. Careful circuit design has resulted in outstanding load and line regulation, comparable to many commercial power supplies. The LM138 family is supplied in a standard 3-lead transistor package.A unique feature of the LM138 family is time-dependent current limiting. The current limit circuitry allows peak currents of up to 12 A to be drawn from the regulator for short periods of time. This allows the LM138 to be used with heavy transient loads and speeds start-up under full-load conditions. Under sustained loading conditions, the current limit decreases to a safe value protecting the regulator. Also included on the chip are thermal overload protection and safe area protection for the power transistor. Overload protection...
發表于 04-18 20:31 ? 507次 閱讀
LM138 采用氣密封裝的 5A 可調節輸出線性穩壓器/LDO

LM350A-MIL 3A可調輸出線性穩壓器/ LDO

信息描述 The LM150 series of adjustable 3-terminal positive voltage regulators is capable of supplying in excess of 3A over a 1.2V to 33V output range. They are exceptionally easy to use and require only 2 external resistors to set the output voltage. Further, both line and load regulation are comparable to discrete designs. Also, the LM150 is packaged in standard transistor packages which are easily mounted and handled.In addition to higher performance than fixed regulators, the LM150 series offers full overload protection available only in IC's. Included on the chip are current limit, thermal overload protection and safe area protection. All overload protection circuitry remains fully functional even if the adjustment terminal is accidentally disconnected.Normally, no capacitors are needed unless the device is situated more than 6 inches from the input filter capacitors in which case an input bypass is needed. An output capacitor can be added to improve transi...
發表于 04-18 20:24 ? 112次 閱讀
LM350A-MIL 3A可調輸出線性穩壓器/ LDO

L88M05T 線性穩壓器(LDO),17 V,5 V / 0.5 A.

信息 L88M05T是低壓差線性穩壓器IC,輸出電流為0.5 A.因為它們可以在低輸入輸出電壓差下工作,它們有助于更小和更多高效設置電源,是視聽和辦公自動化設備的最佳選擇。 輸出電壓:5V 500 mA輸出電流 低最小輸入輸出電壓差(0.4V典型值)可以節省能源并使變壓器尺寸小型化。 使用緊湊型TP-3H電源組件可以使設備尺寸小型化。 板上的表面安裝允許允許的功率 通過各種成型產品增強安裝靈活性。...
發表于 04-18 20:17 ? 83次 閱讀
L88M05T 線性穩壓器(LDO),17 V,5 V / 0.5 A.

TPS71525-DIE 單路輸出 LDO、50mA、固定電壓 (2.5V)、高輸入電壓、低靜態電流

信息描述 The TPS71525 low-dropout (LDO) voltage regulator offers the benefits of high input voltage, low-dropout voltage, low-power operation, and miniaturized packaging. The TPS71525, which operates over an input range of 2.5 V to 24 V, is stable with any capacitor (≥ 0.47 μF). The low-dropout voltage and low quiescent current allow operations at extremely low power levels. Therefore, the TPS71525 is ideal for powering battery management ICs. Specifically, since the TPS71525 is enabled as soon as the applied voltage reaches the minimum input voltage, the output is quickly available to power continuously operating battery charging ICs.The usual PNP pass transistor has been replaced by a PMOS pass element. Because the PMOS pass element behaves as a low-value resistor, the low-dropout voltage, typically 415 mV at 50 mA of load current, is directly proportional to the load current. The low quiescent current is stable over the entire range o...
發表于 04-18 20:06 ? 151次 閱讀
TPS71525-DIE 單路輸出 LDO、50mA、固定電壓 (2.5V)、高輸入電壓、低靜態電流

TPS54116-Q1 具有 4A/2MHz VDDQ DC/DC 轉換器、1A VTT LDO 和 VTTREF 的汽車類 DDR 電源解決方案

信息描述 TPS54116-Q1 器件是一款功能全面的 6V、4A 同步降壓轉換器,其配有兩個集成型 MOSFET 以及帶 VTTREF 緩沖參考輸出的 1A 拉/灌電流雙倍數據速率 (DDR) VTT 終端穩壓器。TPS54116-Q1 降壓穩壓器通過集成 MOSFET 和減小電感尺寸來最大限度減小解決方案尺寸,開關頻率最高達 2.5MHz。開關頻率可設置在中波頻段以上以滿足噪聲敏感型 應用 的需求,而且能夠與外部時鐘同步。同步整流使頻率在整個輸出負載范圍內保持為固定值。效率通過集成 25m? 低側 MOSFET 和 33mΩ 高側 MOSFET 得到了最大限度的提升。逐周期峰值電流限制在過流狀態下保護器件,并且可通過 ILIM 引腳上的電阻進行調整,從而針對小尺寸電感進行優化。VTT 終端穩壓器僅利用 2 × 10μF 的陶瓷輸出電容即可保持快速瞬態響應,從而減少外部組件數量。TPS54116-Q1 使用 VTT 進行遠程感測,從而實現最佳的穩壓效果。該器件可利用使能引腳進入關斷模式,從而使電源電流降至 1μA。欠壓閉鎖閾值可通過任一使能引腳上的電阻網絡進行設置。VTT 和 VTTREF 輸出被 ENLDO 禁用時會進行放電。該器件具備全集成特性,并且采用小尺...
發表于 04-18 20:05 ? 213次 閱讀
TPS54116-Q1 具有 4A/2MHz VDDQ DC/DC 轉換器、1A VTT LDO 和 VTTREF 的汽車類 DDR 電源解決方案

TPS51216 DDR2/3/3L/4 存儲器電源解決方案同步降壓控制器,2A LDO,緩沖參考

信息描述 The TPS51216 provides a complete power supply for DDR2, DDR3 and DDR3L memory systems in the lowest total cost and minimum space. It integrates a synchronous buck regulator controller (VDDQ) with a 2-A sink/source tracking LDO (VTT) and buffered low noise reference (VTTREF). The TPS51216 employs D-CAP? mode coupled with 300 kHz/400 kHz frequencies for ease-of-use and fast transient response. The VTTREF tracks VDDQ/2 within excellent 0.8% accuracy. The VTT, which provides 2-A sink/source peak current capabilities, requires only 10-μF of ceramic capacitance. In addition, adedicated LDO supply input is available.The TPS51216 provides rich useful functions as well as excellent power supply performance. It supports flexible power state control, placing VTT at high-Z in S3 and discharging VDDQ, VTT and VTTREF (soft-off) in S4/S5 state. Programmable OCL with low-side MOSFET RDS(...
發表于 04-18 20:05 ? 287次 閱讀
TPS51216 DDR2/3/3L/4 存儲器電源解決方案同步降壓控制器,2A LDO,緩沖參考

TPS51116 DDR1、DDR2、DDR3 轉換開關和 LDO

信息描述The TPS51116 provides a complete power supply for DDR/SSTL-2, DDR2/SSTL-18,DDR3/SSTL-15, and LPDDR3 memory systems. It integrates a synchronous buckcontroller with a 3-A sink/source tracking linear regulator and buffered lownoise reference. The TPS51116 offers the lowest total solution cost in systemswhere space is at a premium. The TPS51116 synchronous controller runs fixed400-kHz, pseudo-constant frequency PWM with an adaptive on-time control that canbe configured in D-CAP Mode for ease of use and fastest transient response or incurrent mode to support ceramic output capacitors. The 3-A sink/source LDOmaintains fast transient response only requiring 20-μF (2 × 10 μF) of ceramicoutput capacitance. In addition, the LDO supply input is available externally tosignificantly reduce the total power losses. The TPS51116 supports all of thesleep state controls placing VTT at high-Z in S3 (suspend to RAM) an...
發表于 04-18 20:05 ? 227次 閱讀
TPS51116 DDR1、DDR2、DDR3 轉換開關和 LDO

BQ27541-G1 具有集成 LDO 的電池組端 Impedance Track 電池電量監測

信息 Texas儀器bq27541-G1鋰離子電池電量計是一種微控制器外圍設備,可為單節鋰離子電池組提供電量計量。該器件幾乎不需要系統微控制器固件開發來實現精確的電池電量計量bq27541-G1位于電池組內或系統主板上,帶有嵌入式電池(不可拆卸)。 bq27541-G1使用獲得專利的Impedance Track?算法進行電量計量,并提供剩余電池容量(mAh),充電狀態(%)等信息,運行時間為空(最小),電池電壓(mV)和溫度(°C)。它還提供內部短路或制表斷開事件的檢測。 bq27541-G1還使用SHA-1 / HMAC認證算法集成了對安全電池組認證的支持 優勢特點 用于1系列(1sXp)鋰離子電池應用的電池電量計32Ahr容量 微控制器外設提供: 精確的電池電量計支持高達32Ahr 用于電池溫度報告的內部或外部溫度傳感器 SHA-1 / HMAC認證 終身數據記錄 > 64字節的非易失性劃痕墊FLASH 基于專利阻抗跟蹤技術的電池電量計量 模型電池放電曲線,用于準確的時間到空預測 自動調整電池老化,電池自放電,&n溫度/速率低效 低值檢測電阻(5mΩ至20mΩ) 高級電量計功能 內部短暫檢測 標簽斷開檢測 ...
發表于 04-18 19:10 ? 271次 閱讀
BQ27541-G1 具有集成 LDO 的電池組端 Impedance Track 電池電量監測

TPS71550-DIE 單路輸出 LDO、50mA、固定電壓 (5.0V)、高輸入電壓、低靜態電流

信息描述 TPS71550 低壓降 (LDO) 電壓穩壓器提供了高輸入電壓、低壓降電壓、低功耗運行、和微型化封裝所具有的優勢。 TPS71550,運行在一個5V至 24V 的輸入電壓范圍內,與任何電容器 (≥0.47μF) 一起工作時保持穩定。 低壓降電壓和低靜態電流使得此器件能夠運行在極低的功耗水平上。 因此,TPS71550非常適合于為電池管理集成電路 (IC) 供電。 特別是,由于TPS71550在其上的電壓達到最低輸入電壓時即可啟用,所以輸出可以快速為電池充電 IC 的運行持續供電。 已經用一個 P 通道金屬氧化物半導體場效應晶體管 (PMOS) 導通元件取代了常用的三極管 (PNP) 導通晶體管。 由于 PMOS 運行為一個低值電阻器,負載電流50mA 時 415mV(典型值)的低壓降電壓與負載電流直接成比例。 在整個輸出負載電流范圍內,低靜態電流保持穩定。特性 24V 最大輸入電壓 低靜態電流 低壓降穩壓器 提供5V版本的器件 最小/最大額定電流限制...
發表于 04-18 19:06 ? 402次 閱讀
TPS71550-DIE 單路輸出 LDO、50mA、固定電壓 (5.0V)、高輸入電壓、低靜態電流

TPS71530-DIE 單路輸出 LDO、50mA、固定電壓 (3.0V)、高輸入電壓、低靜態電流

信息描述 TPS71530 低壓降 (LDO) 電壓穩壓器提供了高輸入電壓、低壓降電壓、低功耗運行、和微型化封裝所具有的優勢。 TPS71530,運行在一個3V至 24V 的輸入電壓范圍內,與任何電容器 (≥0.47μF) 一起工作時保持穩定。 低壓降電壓和低靜態電流使得此器件能夠運行在極低的功耗水平上。 因此,TPS71530非常適合于為電池管理集成電路 (IC) 供電。 特別是,由于TPS71530在其上的電壓達到最低輸入電壓時即可啟用,所以輸出可以快速為電池充電 IC 的運行持續供電。 已經用一個 P 通道金屬氧化物半導體場效應晶體管 (PMOS) 導通元件取代了常用的三極管 (PNP) 導通晶體管。 由于 PMOS 運行為一個低值電阻器,負載電流50mA 時 415mV(典型值)的低壓降電壓與負載電流直接成比例。 在整個輸出負載電流范圍內,低靜態電流保持穩定。特性 24V 最大輸入電壓 低靜態電流 低壓降穩壓器 提供3V版本的器件 最小/最大額定電流限制...
發表于 04-18 19:06 ? 200次 閱讀
TPS71530-DIE 單路輸出 LDO、50mA、固定電壓 (3.0V)、高輸入電壓、低靜態電流
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