適用于模擬和混合信號(hào)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單、緊湊的電源
出處:維庫電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于:2023-12-13 16:09:10
下表了 LTC3265 在四種不同負(fù)載電阻值下產(chǎn)生的電壓。負(fù)載電阻連接到 LDO 輸出,但正如您將看到的,它們也會(huì)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(fù) LDO 獲得 50 mA),因此 100 Ω 的電阻對(duì)應(yīng)于滿負(fù)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(fù)載調(diào)節(jié)非常好,而電荷泵輸出的負(fù)載調(diào)節(jié)很糟糕。然而,這絕不是對(duì) LTC3265 的批評(píng),因?yàn)槲艺J(rèn)為電荷泵僅用于為 LDO 供電,而不是用作獨(dú)立電源。但了解這種行為仍然很重要,因?yàn)檫@意味著如果您想使用這個(gè) IC 生成四個(gè)電源軌而不是兩個(gè)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(gè)非 LDO 輸出會(huì)比 LDO 輸出噪聲更大,而且它們的電壓更難以預(yù)測(cè)。
另外,我不確定為什么負(fù)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(jìn)行補(bǔ)償。
噪音性能
該參考設(shè)計(jì)旨在用作模擬和混合信號(hào)電路的雙極電源,因此噪聲是一個(gè)主要問題。根據(jù)我的測(cè)量,我認(rèn)為 LTC3265 是噪聲敏感型應(yīng)用的不錯(cuò)選擇。毫無疑問,電荷泵輸出會(huì)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(gè)不同負(fù)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(lán)色始終是負(fù)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(fù)載電阻始終連接到 LDO 輸出。另請(qǐng)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(shí)上電壓在較高負(fù)載電流下會(huì)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(jìn)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(dān)憂,因?yàn)檫@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(jì)該板,我肯定會(huì)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?yàn)榇胖榈闹绷麟娮枭蠒?huì)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(cè)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?yàn)樗梢越档驮胍?。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?cè)俅慰吹?LDO 在抑制低頻噪聲方面非常有效。另請(qǐng)注意負(fù)載電阻為 470 Ω 時(shí) ±5 V 輸出(特別是負(fù)電壓)中噪聲的時(shí)間不規(guī)則性。
開關(guān)頻率
對(duì)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(gè)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(rèn)電位計(jì)正常工作,并且實(shí)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(shí)際上控制了輸出紋波的周期性特征。數(shù)據(jù)表標(biāo)題為“電荷泵頻率編程”的部分討論了開關(guān)頻率對(duì)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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