缅甸华纳开户网页版 欢乐棋牌网址多少基础知识:噪声

2019-06-06 15:07:20 来源:EETOP
缅甸华纳开户网页版 欢乐棋牌网址多少基础知识:噪声(1)

在一篇欢乐棋牌网址多少基础知识博文中,我讨论了使用低压差稳压器(欢乐棋牌网址多少)过滤因开关模式电源导致的纹波电压。然而,这不是获得净化直流电源唯一要考虑的事情。因为欢乐棋牌网址多少是电子设备,它们自身也会生成一定数量的噪声。选择使用低噪声欢乐棋牌网址多少和采取步骤减少内部噪声,都可以在不损害系统性能的同时形成净化电源轨的不可分割的措施。

识别噪声

理想的欢乐棋牌网址多少具备没有交流元件的电压轨。但缺点在于欢乐棋牌网址多少会和其他电子设备一样生成本体噪声。图 1 显示了这种噪声在时间域中的表现。

图 1:有噪声电源的输出噪声快照

在时间域中进行分析是困难的。因此,有两个主要方法来检验噪声:跨越整个频谱,和作为综合值。 您可以使用频谱分析工具来识别欢乐棋牌网址多少输出线路中的各种交流元件。(应用报告,“如何测量欢乐棋牌网址多少噪声,”介绍了丰富的噪声测量知识。) 图 2 绘制了1A低噪声欢乐棋牌网址多少 TPS7A91的输出噪声。

图 2:TPS7A91噪声频谱密度 vs. 频率和VOUT

如您从各种曲线看到的那样,输出噪声(以每平方根赫兹[μV/ Hz]来表示)集中在频谱低端。该噪声大部分出自内部参考电压,以及误差放大器FET和电阻分压器。

分析跨越整个频谱的输出噪声,能帮助我们确定感兴趣噪声范围的噪声曲线。例如,音响应用设计师很关注人耳可闻频率(20Hz到20kHz),而电源噪声可能使声音品质下降。

在进行苹果设备之间的比较时,数据表通常提供的是单一、综合噪声值。输出噪声一般是综合10Hz到100kHz的噪声,用微伏均方根(μVRMS)表示。(各厂商还将综合来自100Hz到100kHz的噪声,或者综合来自自定义频率范围的噪声。基于所选频率范围进行综合,有助屏蔽不讨人喜欢的噪音属性,因此,检查除综合值外的噪声曲线很重要。)图 2 显示了对应各曲线的综合噪声值。德州仪器供应的欢乐棋牌网址多少系列综合噪声值低至3.8μVRMS。

降噪

除选择低噪声质量的欢乐棋牌网址多少外,您还可以采用几种技术来确保您的欢乐棋牌网址多少具有最低噪声特性。这些技术包括使用降噪和前馈电容器。我将在下一篇博文中探讨使用前馈电容器。

降噪电容器

欢乐棋牌网址多少的许多低噪声欢乐棋牌网址多少系列都具有专门用作“NR/SS”的专用引脚,如图 3 所示。

图 3:具有NR/SS引脚的NMOS 欢乐棋牌网址多少

该引脚的功能有两个:它用于过滤来自内部参考电压的噪声,及降低启动过程中的压摆率或启用欢乐棋牌网址多少。

为该引脚添加一个电容器(CNR/SS),就可以形成具有内部电阻的RC滤波器,有助于把由参考电压生成的无用噪声分流。由于参考电压是噪声的主要来源,增加电容可推送左侧低通滤波器的截止频率。图 4 显示了该电容器对输出噪声的作用结果。

图 4:TPS7A91噪声频谱密度 vs. 频率和CNR/SS

如图 4 所示,更高的CNR/SS值会产生更理想的噪声值。当达到某个点后,再增加电容值也不再能够降低噪声。其余噪声来自误差放大器和FET等。

增加电容器还在启动期间形成了电阻电容延迟,这将使输出电压以较低速率上升。当输出或负荷中出现了大容量电容,有益的做法是降低启动电流。

等式 1 中启动电流等于:


为降低启动电流,您必须减小输出电容或降低压摆率。幸好,CNR/SS 有助实现后者,如图 5 TPS7A85所示。

图 5:TPS7A85的启动 vs. CNR/SS

如您所见,增加CNR/SS值会延长启动时间,可防止出现尖峰启动电流和潜在可能触发电流值达到极限的情况。

概要

低噪声欢乐棋牌网址多少对于确保净化直流电源至关重要。选择具有低噪声属性的欢乐棋牌网址多少和合理利用都不容忽视,这样才能保障尽量净化的输出。使用NR/SS电容器有两个优点:它可帮助您控制压摆率和过滤参考噪声。欲更多了解有关欢乐棋牌网址多少的见解,请参阅欢乐棋牌网址多少基础系列中的其他博文。

缅甸华纳开户网页版 欢乐棋牌网址多少基础知识:噪声(2)

噪声 – 第1部分中,我探讨了如何减少输出噪声和控制压摆率,方法是为参考电压(CNR/SS)并联一个电容器。在本篇博文中,我将讨论降低输出噪声的另一种方法:使用前馈电容(CFF)。

什么是前馈电容?

前馈电容是一个可选的顶容器,与电阻分压器的上半部电阻并联,如图 1 所示。

图 1:使用前馈电容的NMOS低压差稳压器(欢乐棋牌网址多少)

与降噪电容(CNR/SS)相似,添加前馈电容具有多种效果。最主要的是降噪,还包括改进稳定性、负荷响应和电源抑制比(PSRR)。(应用报告“使用前馈电容的低压差稳压器的优缺点,”详尽讨论了这些益处。)值得注意的是只有使用可调节欢乐棋牌网址多少时才能使用前馈电容,因为此时电阻网络在外部。

降噪

欢乐棋牌网址多少进行调节时会使用误差放大器,而误差放大器会使用电阻网络(R1和R2)来提高参考电压的增益,从而驱动FET的栅极,这与同相放大器非常相似。参考的直流电压将增加???倍。不过,考虑到误差放大器的带宽,您还可以寄望于参考电压某些交流元件的放大功能。

通过为电阻分压器上半部分电阻并联电容器,您就针对特定频率范围引入了一个分流器。换言之,您使该频率范围内的交流元件贡献于单位增益,此时R1模拟短路的情况。(请牢记所用电容器的阻抗属性,以便确定该频率范围。) 如图 2 所示,您可以看到使用不同CFF值时,TPS7A91的噪声下降效果。

图 2:TPS7A91噪声 vs. 频率和CFF值

通过为电阻分压器上半部分电阻并联一个100nF电容器,可将噪声从9μVRMS降至4.9μVRMS.

改进稳定性和瞬态响应

添加一个CFF还为欢乐棋牌网址多少反馈环路引入了零点(ZFF)和极点(PFF),它们的计算见等式 1 和 2:

ZFF = 1 / (2 x π x R1 x CFF) (1)

PFF = 1 / (2 x π x R1 // R2 x CFF) (2)

在达到发生单位增益的频率之前就形成零点,可以改善相位裕度,如图 3 所示。

图 3:仅使用前馈补偿的典型欢乐棋牌网址多少的增益/相位图

您可以看到如果没有ZFF,单位增益的发生大约将提前约200kHz。通过添加零点,单位增益频率向右移动了一点(~300kHz),但是相位裕度也增加了。由于PFF位于单位增益频率的右侧,所以它对于相位裕度的影响也最小。

在改进欢乐棋牌网址多少的负荷瞬态响应后,将看到相位裕度的明显增加。在相位裕度增加后,欢乐棋牌网址多少输出将减少振铃并更快速稳定。

改善PSRR

取决于零点和极点的设置,您还可以巧妙减少增益漂移。图 3 显示了零点对从100kHz开始的增益下降的影响。通过提高频段内的增益,您还将改进该频段的环路响应。这会改善该特定频率范围的PSRR。参见图4。

图 4:TPS7A8300 PSRR vs. 频率和CFF值

如图所示,增加CFF电容值,会将零点推向左侧。催生较低频率范围内产生更佳的环路响应和相应PSRR。

当然,您必须选择CFF值和适当添加零点ZFF和极点PFF,这样才不会造成不稳定。遵守上面这个数据表给出的CFF限值,即可防止不稳定情况的出现。大电容值CFF会造成前述应用报告介绍的其他问题。

表 1 列出了有关CNR和CFF如何影响噪声的经验法则。

表 1:CNR和CFF vs 频率

结论

正如本文论述的那样,添加一个前馈电容可降噪,改进稳定性、负荷响应和PSRR。当然,您必须仔细选择电容器才能维持稳定性。如果采用降噪电容器,交流性能将获得大幅改善。这些是您需要牢记以便优化电源的几个方法。

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