適用于模擬和混合信號系統(tǒng)的簡單、緊湊的電源
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2023-12-13 16:09:10
下表了 LTC3265 在四種不同負載電阻值下產(chǎn)生的電壓。負載電阻連接到 LDO 輸出,但正如您將看到的,它們也會影響直接來自電荷泵的輸出。LDO 的輸出電流為 50 mA(即,從正 LDO 獲得 50 mA,從負 LDO 獲得 50 mA),因此 100 Ω 的電阻對應(yīng)于滿負載。
表 1. LTC3265 產(chǎn)生的電壓
+10V電源–10V 電源+5V電源–5V 電源
10kΩ9.84V–9.77V5.00V–4.94V
1kΩ9.57V–9.39V5.00V–4.94V
470Ω9.24V–8.94V5.01V–4.94V
100Ω7.01V–5.60V5.02V–4.92V
這里的底線是 LDO 輸出的負載調(diào)節(jié)非常好,而電荷泵輸出的負載調(diào)節(jié)很糟糕。然而,這絕不是對 LTC3265 的批評,因為我認為電荷泵僅用于為 LDO 供電,而不是用作獨立電源。但了解這種行為仍然很重要,因為這意味著如果您想使用這個 IC 生成四個電源軌而不是兩個電源軌,則必須非常小心。據(jù)我所知,這是可以做到的,但兩個非 LDO 輸出會比 LDO 輸出噪聲更大,而且它們的電壓更難以預(yù)測。
另外,我不確定為什么負輸出的幅度略低于正輸出的幅度。如果這是您的應(yīng)用中的問題,您可以通過調(diào)整控制 LDO 電壓的電阻分壓器來進行補償。
噪音性能
該參考設(shè)計旨在用作模擬和混合信號電路的雙極電源,因此噪聲是一個主要問題。根據(jù)我的測量,我認為 LTC3265 是噪聲敏感型應(yīng)用的不錯選擇。毫無疑問,電荷泵輸出會產(chǎn)生噪聲,但 LDO 可以有效抑制紋波。
以下八張圖像是從我的泰克MDO3104 示波器捕獲的;它們顯示了四個不同負載電阻值的 ±10 V 輸出和 ±5 V 輸出中的噪聲(黃色始終是正電壓,藍色始終是負電壓)。±10 V 捕獲之后是 ±5 V 捕獲,因此您可以看到 LTC3265 線性穩(wěn)壓器提供的噪聲降低。同樣,負載電阻始終連接到 LDO 輸出。另請注意,為方便起見,我將直接來自充電泵的電壓稱為 ±10 V 輸出,盡管事實上電壓在較高負載電流下會顯著下降。

±10V,10kΩ

±10V,10kΩ

±5V,10kΩ

±5V,10kΩ

±10V,1kΩ

±10V,1kΩ

所有捕獲的圖像都具有相同的垂直和水平比例,因此您可以進行直接比較。LDO 的降噪作用在 100 Ω 圖中為明顯;它在消除低頻紋波方面做得很好。高頻尖峰比較麻煩。
尖峰明顯具有周期性,頻率約為 1 MHz,考慮到 LTC3265 的開關(guān)頻率為 500 kHz,這并不令人意外。尖峰之間的噪聲水平(峰峰值約 35 mV)非常好。尖峰的幅度很大,但在我看來,尖峰并不是很令人擔憂,因為這樣的高頻能量在低電流應(yīng)用中很容易被濾除。如果我要重新設(shè)計該板,我肯定會使用鐵氧體磁珠在 LDO 輸出上形成低通濾波器。(這種方法在高電流電路中不太可行,因為磁珠的直流電阻上會降低更多電壓。)接下來的兩張照片為您提供了尖峰的特寫視圖。

±10 V,470 Ω

±10 V,470 Ω

噪聲尖峰特寫視圖,±5 V,470 Ω

噪聲尖峰特寫視圖,±5 V,470 Ω
突發(fā)模式之前的所有測量都是使用 LTC3265 在恒定頻率模式下收集的。這可能是大多數(shù)應(yīng)用中的模式,因為它可以降低噪音。另一種選擇是突發(fā)模式,它可以降低功耗,因此更適合電池供電的設(shè)備。下一組示波器捕獲讓您了解突發(fā)模式噪聲性能。
±5 V、470 Ω、突發(fā)模式、噪聲尖峰特寫視圖±5 V、470 Ω、突發(fā)模式、噪聲尖峰特寫視圖±5V,100Ω,突發(fā)模式
±5V,100Ω,突發(fā)模式
我們再次看到 LDO 在抑制低頻噪聲方面非常有效。另請注意負載電阻為 470 Ω 時 ±5 V 輸出(特別是負電壓)中噪聲的時間不規(guī)則性。
開關(guān)頻率
對于 LTC3265,我不確定的一件事是開關(guān)頻率。數(shù)據(jù)表表明,您可以通過改變 RT 引腳和接地之間的電阻值來控制開關(guān)頻率。我的板上有一個電位器,可以讓我輕松調(diào)節(jié)RT電阻,但我沒有看到輸出電壓的頻率特性有任何變化。
我使用數(shù)字萬用表確認電位計正常工作,并且實際上正在改變 RT 和接地之間的電阻。我不確定的是電阻的這種變化是否實際上控制了輸出紋波的周期性特征。數(shù)據(jù)表標題為“電荷泵頻率編程”的部分討論了開關(guān)頻率對電荷泵輸出電阻和突發(fā)模式性能的影響,但沒有提及輸出紋波。
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