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在线性稳压器上测量2nV /√Hz噪声和120dB的电源抑制

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  • 日期: 2020-07-28
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标签: 电源

电源自“磁生电”原理,由水力、风力、海潮、水坝水压差、太阳能等可再生能源,及烧煤炭、油渣等产生电力来源。常见的电源是干电池(直流电)与家用的110V-220V 交流电源。

安静,稳压良好的电源对于许多电路应用中的最佳性能至关重要。压控振荡器(VCO)和精密压控晶体振荡器(VCXO)可以快速响应其电源的微小变化。锁相环(PLL)需要稳定的电源,因为电源上的信号直接转换为输出中的相位噪声。  RF放大器需要安静的电源,因为它们几乎没有能力拒绝电源变化,并且调节器变化会出现在不需要的边带中,并降低了信噪比。低噪声放大器和模数转换器(ADC)没有无限的电源抑制能力,调节器输出越干净,其性能就越高。这些只是需要线性稳压器来提供安静电源轨的少数应用,但是如何确保稳压器的性能如广告所示?一旦完全构建,就可以确定所使用的电源对于应用而言是否具有足够低的噪声。测量振荡器的相位噪声,并将其与已知电源良好的结果进行比较,然后检查ADC以确保它们获得的位数最大。这些都是棘手的,耗时的测量,最好在无需进行昂贵试验的情况下确保噪声水平足以满足您的需求。除噪声外,还必须考虑线性稳压器的电源抑制能力。线性稳压器的不良抑制将使开关稳压器残留物或其他有害信号通过,从而破坏了为确保电源干净而进行的艰苦工作。如果不良的电源抑制能力导致足够的信号淹没噪声电平,则来自稳压器的极低噪声将毫无价值。

A  quiet,  well  regulated  supply  is  important  for  optimum  performance  with  a  number  of  circuit  applications.  Voltage  controlled  oscillators  (VCOs)  and  precision  voltage  controlled  crystal  oscillators  (VCXOs)  respond  to  small  changes  in  their  supply  very  quickly.  Phase-locked  loops  (PLLs)  require  a  stable  supply  as  signal  on  the  supply  translates  directly  to  phase  noise  in  the  output.  RF  amplifiers  require  quiet  supplies  as  they  have  little  to  no  ability  to  reject  supply  variations  and  regulator  variation  will  appear  as  unwanted  side  bands  and  lower  the  signal-tonoise  ratio.  Low  noise  amplifiers  and  analog-to-digital  converters  (ADCs)  do  not  have  infinite  supply  rejection  and  the  cleaner  the  regulator  output  is,  the  higher  their  performance.  These  are  just  a  few  applications  where  linear  regulators  are  required  to  provide  quiet  power  supply  rails,  but  how  does  one  ensure  that  the  regulator  is  performing  as  advertised?  Once  fully  built,  one  can  determine  if  the  supply  being  used  has  low  enough  noise  for  the  application.  Oscillator  phase  noise  is  measured  and  compared  against  results  achieved  with  a  known  good  supply,  ADCs  are  checked  to  make  sure  that  they  are  getting  the  maximum  number  of  bits.  These  are  tricky,  time  consuming  measurements  and  it  would  be  better  to  make  sure  the  noise  levels  are  low  enough  for  your  needs  without  expensive  trials.  In  addition  to  noise,  one  must  also  consider  the  supply  rejection  capabilities  of  the  linear  regulator.  Poor  rejection  from  a  linear  regulator  will  bring  switching  regulator  residue  or  other  unwanted  signals  through,  corrupting  the  hard  work  done  to  ensure  a  clean  supply.  Extremely  low  noise  from  the  regulator  is  worthless  if  poor  supply  rejection  brings  enough  signal  through  to  swamp  noise  levels.

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