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[参考译文] TPS793475-EP:TPS793475 LDO - PSRR

Guru**** 2380900 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS793, TPS7A47, THS3120, TPS79301-EP
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/941675/tps793475-ep-tps793475-ldo---psrr

器件型号:TPS793475-EP
主题中讨论的其他器件:TPS793TPS7A47THS3120TPS79301-EP

我有过多的噪声进入我的电源轨;馈入我的一些 IC 负载。

电源轨约为5.25伏;我希望它通过 TPS793475DBVREP 将其调节至4.75V;并充分利用该器件的 PSRR。

我的电流噪声功率约为-75dBc/Hz、 并且希望将其降低30dB 或更大。

我安装了该部件、并看到它将5.25V 电压正确调节至4.75伏、但不影响电源轨的噪声性能。(可以忽略不计)


我是否误解了数据表?  我的输入噪声功率是否存在某种类型的衰减返回。


是否有其他建议?


谢谢、

Zack

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    您好、Zack、

    您能给我一些关于噪音的详细信息吗?  开关转换器的噪声是否像开关频率杂散?  

    PSRR 是一种指标、可帮助您解决传导 EMI 问题。  当噪声源通过共享阻抗(如物理铜线迹)耦合到您的电子产品中时、LDO 的 PSRR 就像高通滤波器一样衰减较低的频率。  例如、为线性稳压器供电的开关转换器有噪声。  开关频率杂散将由线性稳压器的 PSRR 衰减、以减少 LDO 输出端的开关杂散。  如果噪声源辐射到您的电子器件上、它将简单地通过线性稳压器并进入输出电路。

    根据您对噪声功率的描述、我猜您想降低系统中的宽带噪声。  这将需要比线性稳压器更低的噪声设计技术。  您需要选择系统中噪声参数较低的组件、可能需要通过屏蔽来消除耦合到电子产品中的背景噪声、还需要适当的 PCB 层叠来消除平面层的噪声耦合。  这是一个广泛的主题、在低噪声设计中需要考虑更多项目;有关此主题的优秀资源是 Henry OTT 的电磁兼容性工程。

    谢谢、

    斯蒂芬

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    嗯、我将我的电路板连接到 SMPS、但我没有看到离散杂散... 但在大约30-100kHz 范围内会出现宽带噪声模糊/斑点。

    问题不是辐射性的,因为我可以用一个非常大的电感器来解决这个问题; 以前的设计人员似乎使用过 LDO;这个设计中没有使用 LDO。。。。 所以我试图模拟以前做过的事情。

    之前的设计使用了一个从~5V 到~3V 的 LDO ... 我没有这么多的余量... 因此、我不确定这是否也对我的噪声抗扰度不够的问题产生了影响。

    为什么看不到数据表建议的 PSRR?

    再次感谢!

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    您好、Zack、

    这些问题可能与您的余量有关、因为您只有0.5V、数据表显示的是1V。  虽然您拥有的余量大于压降电压、但它可能会影响 PSRR。  您能否尝试增加余量以保持 LDO 上的1V 压降、从而了解这有何不同?

    开关频率杂散通常为单个频率、而不是如您所述的模糊或斑点。  此外、现代开关频率远高于100kHz。  如果您描述的是30kHz - 100kHz 的"模糊"、那么您可能会看到工作台电源中的一些东西。  根据我的经验、工作台电源可能具有此范围内的开关频率。  您能否使用线性电源作为工作台电源来缩小这一范围?

    我会确保您的测试引线不会拾取噪声。  使探头或导线远离可能发出噪声的任何有噪声的磁性元件。

    如果您可以向我发送一些原理图和测试数据、这些将有所帮助。  如果您无法将其发送至 E2E 论坛、我们可以将其脱机。  Raytheon 与 TI 签订了保密协议、在此之前、我们为来自 Raytheon 的工程师提供了支持。  我已经通过 E2E 向您发送了"朋友请求"、如果您接受、您可以直接向我发送电子邮件、如果这样做对您更有利。

    谢谢、

    斯蒂芬

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    它在数据表中的哪个位置显示1V 电压?  这通常会对噪声抑制产生显著影响吗?

    工作台电源上不存在此问题、但在我与之配合的装配体中存在此问题。  这已被证明是我的卡设计的问题、因为之前的电路板没有出现此问题。

    因此、我需要在电路板上解决它。   

    我认为我只有几条路径; 要么尝试增大无源器件(L 和 C)的值 、要么尝试放入 LDO。

    目前、我需要使用大约5.17v、可以将电压调节到4.75v、并且仍然具有可操作的器件。

    有什么想法吗?  可能是我最初选择的替代器件?

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    例如、在图10中、输入电压为3.8V、列出的器件为2.8V 输出版本。  因此、这将是1V 余量。  当您说"噪声抑制"时、我认为您说的是 PSRR、在这些余量值下、它可能会对 PSRR 产生影响。  该器件已使用了大约20年、因此我们没有所有数据用于我们的较新器件。  

    您是否尝试过使用线性稳压器的负载测量 PSRR?  您可以使用 Omicron Bode 100或其他频率响应分析器进行此测量。  如果您将卡上的 PSRR 测量为与数据表类似、则 LDO 实际上会为您提供预期的 PSRR、并且噪声会以另一种方式注入输出。 或者、您也可以购买 TPS793的 EVM、将负载放置在 EVM 上并留出0.5V 余量、如果这样做更简单、则可以在 EVM 上进行测量。  

    如果您需要选择不同的 LDO、我建议使用-EP 版本的 TPS7A47、尽管它不是直接替代产品。

    谢谢、

    斯蒂芬

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    有趣; 是的、我使用噪声抑制来表示 PSRR; 这些等效项是吗?

    我没有 Omicron Bode 100、但我有 VNA;  不过我没有在 LDO 上进行这样的测量。

    我是否只在 VNA 的输入和输出端使用直流阻断电容器、然后在连接负载的情况下将其连接到 LDO 的输入和输出端?


    图16是一个很好的视觉效果:  https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps7a47.pdf?ts=1600394884396&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FTPS7A47

    这有助于我更好地看到余量对 PSRR 的巨大影响、并反映我也看到的情况。

    我认为、与我使用的器件相比、该器件不会为我带来任何好处。  或者、您是否建议使用其他方法? (PSRR 似乎更小、压降类似等)

    再次感谢、

    Zack

     

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    您好、Zack、

    噪声抑制不一定意味着 PSRR。  噪声有多种类型、但 PSRR 严格取决于线性稳压器抑制输入电压传导噪声的能力。  您可以将 PSRR 视为类似于开关转换器的音频敏感性指标。  "噪声抑制"是一个更通用的术语。

    以下应用手册介绍了如何进行 PSRR 测量。  在第一个应用手册中、THS3120 EVM 用作放大器、但可以使用任何高速低噪声放大器、对于应用等低电压、您可以在此处具有更大的灵活性。

    www.ti.com/.../slaa414a.pdf

    https://www.ti.com/lit/an/slyt547/slyt547.pdf

    这样显示了 TPS7A47中的图16、因为该组件在1A 负载下的压降电压(典型值)为307mV。  图16中的蓝色和紫色线低于压降电压、您可以看到产生的影响。  不过、更接近压降电压会对 PSRR 曲线产生影响。 一旦您远远高于压降电压(业界通常将其视为1V 余量)、您就不会在 PSRR 图中看到对余量的任何重大影响。  在某些超低压降稳压器中、"远高于压降"的值可以被视为较低的值、可能为500mV。  最好查看数据表或在您自己的硬件上进行测量、以确保这些较低的余量值。

    TPS7A47的压降电压可能是 TPS79301-EP 的两倍左右。  TPS7A47在500mA 负载下具有216mV 的典型压降、在1A 负载下具有307mV 的典型压降。  TPS79301-EP 在200mA 负载下具有典型的77mV 压降。  很难直接比较、因为它们使用不同的导通元件(BJT 与 MOSFET)、而指标使用不同的负载电流。  不过、您的设计中可能有两种选择的余量。

    您能否共享输出电容和负载电流?  我计划明天进入实验、如果有时间、我可以尝试在 TPS793上为您进行测量、假设我们的实验中已经有 EVM。  我将使用 Vin = 5.17V 和 Vout = 4.75V。

    谢谢、

    斯蒂芬

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    感谢您提供应用手册链接。  我将在明天阅读这些内容。

    至于输出电容、没有太多; 大约30pF、不确定为什么选择这么少。   

    将消耗的最大电流为100mA。

    再次感谢、

    Zack

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    您好、Zack、

    您确定输出上没有2.2uF 或更大的电容吗?  如果输出小于该值、则器件将不稳定。  30pF 太小、这可能会导致不稳定。  如果器件不稳定、测量结果将毫无意义。  让我知道它的输出电压是否超过2.2uF、我今天可以研究如何进行 PSRR 测量。

    谢谢、

    斯蒂芬

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    实际上、LDO 在电路中的距离稍远一点、 因此它实际上更像是4.7uF 的输出电容;


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    您好、Zack、

    我找到了 TPS793 EVM、但它安装了2.8V 选项。  这是可以的、因为对于我们的测试、我们只关注余量。  因此、3.8V 输入和2.8V 输出将提供与5.75V 输入和4.75V 输出等类似的结果  专注于余量电压、了解它如何应用于您的4.75V 输出版本。

    对于测试、EVM 上已经有一个4.7uF 输出电容器、因此我只需添加一个26.5欧姆的电阻器即可获得大约100mA 的负载。

    我绘制了以下输入电压的 PSRR 值:3.8V、3.3V、3.2V、3.15V、3.10V 和3.05V。
    这些结果对应于以下余量值:1V、500mV、400mV、350mV、300mV 和250mV。
    底部有一个图例、但基本上、余量越高、PSRR 就越高。
    您可以忽略"Trace 1"迹线、该迹线与3.8V 输入测量相同。

    谢谢、

    斯蒂芬

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    非常感谢 Stephen。

    这清楚地说明了我所看到的问题。  我将尝试看看我可以做些什么; 也许我可以在我的 CCA 的下一个旋转中使用更高的电压轨。

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    没问题、Zack、如果您需要其他任何东西、请告知我们。

    谢谢、

    斯蒂芬