线性稳压器产生低噪声电压

作者：Frederik Dostal 

线性稳压器在滤波开关稳压器产生的电压方面非常出色。开关稳压器始终具有一定量的输出电压纹波。在许多处理非常小信号的应用中，这种纹波会造成干扰。无源元件通常用于滤波开关稳压器的输出电压，但LC滤波器等无源滤波器（见图1）也有一些缺点。根据滤波器所需的截止频率，空间要求有时相当可观，电感器可能很昂贵。然而，无源滤波器的最大缺点是滤波器增加了一定的损耗和输出电压（如V。外在图1中），根据工作电流而变化。因此，产生的电压的直流调节精度相当低。

图1.开关稳压器输出端的无源滤波器。

通常使用线性稳压器代替无源LC滤波器来清理开关稳压器产生的电压。它们通常具有非常高的电源抑制比（PSRR）。这意味着线性稳压器的输入纹波在大多数情况下被阻断，因此线性稳压器的输出纹波非常低。此外，线性稳压器的输出电压有自己的闭环，因此调节良好且精度高。

线性稳压器在非常重要的规格方面也有所不同，即它们通过内部基准电压和内部误差放大器自身产生的噪声。在需要低干扰（低噪声）的应用中，线性稳压器产生的干扰起着重要作用。超低噪声线性稳压器可用于此目的。

使用线性稳压器滤除开关稳压器产生的电压的概念如图2所示。该方案不仅适用于正电压，也适用于负电压。一个典型的用例是，必须非常精确地测量–5 V至+5 V之间的双极性信号，并使用模数转换器进行数字化。信号路径的输入级需要一个具有正负电压的低噪声双极性电源。对于正电压，市场上有许多线性稳压器提供高PSRR和相当低的干扰。特别是对于高度关键的应用，ADI公司提供了多种解决方案。然而，对于负电压，只有少数线性稳压器用于此类应用。例如，新型 LT3094 可用于滤波一个非常高的 PSRR 的负电压，并具有极低的噪声水平，这对于对来自电源的干扰做出敏感响应的应用非常重要。图 3 示出了 LT3094 在不同频率下的 PSRR。对于开关频率为1 MHz的开关稳压器，LT3094线性稳压器可提供约75 dB的PSRR。LT3094的噪声电平仅为0.8 μV rms，介于10 Hz和100 kHz之间。

图2.线性稳压器，作为开关稳压器输出端的有源滤波器。


图3.LT3094 线性稳压器针对负电压的电源抑制比。

线性稳压器可以滤除正输出电压和负输出电压的电源纹波。这种类型的滤波对于负电压范围也非常有用。由于用于负电压的特殊低噪声类型有限，因此很难找到合适的器件。随着新的Power by Linear的发布™ADI公司的LT3094现在提供具有极高PSRR的极低噪声选项。