什么是LDO噪聲呢？低壓降（LDO）穩(wěn)壓器原理

低壓降（LDO）穩(wěn)壓器

穩(wěn)壓器在想要從不穩(wěn)定或可變的電源中獲得穩(wěn)定電源電壓的應用至關重要。這類電源包括逐漸放電式的電池或整流后的交流電壓等。而對開關穩(wěn)壓器產生的噪聲或殘留交流紋波較敏感的應用，包括射頻收發(fā)器、Wi-Fi 模塊和光學圖像傳感器，采用線性穩(wěn)壓器來可最大限度地減少整個系統(tǒng)的錯誤和誤差。

能夠在電源輸入和輸出端之間保持低壓差的線性穩(wěn)壓器通常稱為低壓降（LDO）穩(wěn)壓器。其基本特點是無論輸出電流、輸入電壓、熱漂移或工作壽命（老化）如何變化，都能保持恒定的輸出電壓。這些是理想條件，但現(xiàn)實世界中的情況卻有些不同。由于 LDO 輸出電壓并非絕對穩(wěn)定，因此主要會影響以下操作功能：

a）由于有限的控制回路速度，負載電流的快速變化會導致輸出電壓的變化。有時內部調節(jié)回路無法對電流的快速變化（由于時間延遲）作出反應，就會導致通常約為幾十毫伏（mV）的下沖/過沖。

b）輸入電壓的快速變化（通常是由 DC-DC 轉換器的輸出電壓紋波引起的）無法通過控制回路完全過濾，于是輸入電壓的變化會一定程度地反映在輸出電壓中，該參數(shù)稱為電源抑制比（PSRR），且通常是頻變參數(shù)。一些制造商標示的 PSRR 為負數(shù)，有些則為正數(shù)。一般而言，PSRR 絕對值越高，從輸入到輸出的傳輸干擾信號就越少。通常情況下，受到干擾的輸入電壓會以 mV 或更低的單位級別傳輸至輸出端。相似地，輸入電壓的快速變化（即“線路瞬態(tài)響應”）可發(fā)生于 LDO 輸出端。

c）半導體結構自身會產生固有的噪聲，主要是由自由原子與基礎材料晶體結構碰撞而引起。由于固有噪聲是一種半導體中與電流傳導原理相關的物理現(xiàn)象，因此可以通過一些技術來抑制，但是不可能將其徹底去除。現(xiàn)代 LDO 的輸出噪聲可以達到數(shù)以百計的微伏（uV）甚至更小，但是頂級 LDO 產生的噪聲就會達到微伏（uV）單位。

d）其他影響還包括輸入電壓的一個緩慢變化及其對線路調整率的影響、負載電流的一個緩慢變化及其對負載調整率、導熱系數(shù)和長期穩(wěn)定性的影響。

在現(xiàn)實世界中，必須綜合考量所有這些影響及其作用，以實現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定和精確。因此，有必要仔細考量上述的情況可能關乎一個特定應用。例如對于需要最佳圖像質量的攝像機應用，LDO 對負載電流變化的動態(tài)響應就是最為重要的。當噪聲值低于100 uVrms 且 PSRR 值為常規(guī)水平（高于50 dB）時，對圖像質量的影響就微不足道。

什么是LDO噪聲呢？

一般來說，噪聲分為兩類，內部噪聲和外部噪聲。

其中，內部噪聲是不可避免的，每個電子設備都會產生內部噪聲。LDO由理想的源供電，這意味著它不受外界影響，因此在輸入端沒有外部噪聲（雖然LDO在輸出端確實有內部噪聲）。

而外部噪聲是由外界影響（輸入處的紋波——實際源）產生的各種噪聲，輸入波紋與電源抑制比（PSRR）有關。

另外，還有如熱和閃爍等噪聲的不同類別。具體來說，熱噪聲是由粒子的隨機熱運動引起的，這種運動稱為擴散，熱噪聲的存在沒有外部電壓連接。與之不同的是，閃爍噪聲是由粒子電流的隨機變化引起的，這種運動稱為漂移。漂移是由外部電壓引起的，這意味著沒有外部電壓就不可能存在閃爍噪聲。

除此之外，噪聲也可按頻譜劃分。我們可以用顏色來識別特定的噪聲頻譜，例如白色、粉紅色、棕色、灰色等。通過顏色識別的第一種噪聲是白噪聲，它在整個頻譜范圍內是平滑的。

那么，我們如何測量噪聲呢？如前所述，內部噪聲是由輸入端有理想源的LDO產生的噪聲。在實際測量中，這個理想的源可能是電池，它比LDO穩(wěn)壓器具有更低的內部噪聲。這種噪聲與頻率有關，它由一個參數(shù)表示，如頻譜噪聲密度曲線或積分噪聲值（在通常為10 Hz至100 kHz的特定頻率范圍內，輸出噪聲電壓以微伏- uVRMS表示）。