[参考译文] LDO 降噪网络和有关 PSRR 改进的其他问题

您好、Mateusz、

链路中的低通滤波器是简单的 π 型滤波器、添加了缓冲器、可提供足够的损耗来抑制 π 型滤波器的 L 和 C 谐振。 这些缓冲器具有与 L 串联的电阻相同的效果。但负载电流导致的压降更小。 我认为 LDO 前面的 π 型滤波器是一个很好的主意。 但在大多数情况下、并不真正需要 LDO 后面的 π 型滤波器、除非您有一个具有 GHz-OPAMP 的 HF 应用。 就音频应用而言、简单的 RC 滤波器就足够了。 100µ 实际应用、可选择10...100R 与10...10 Ω 组合。 铝电解电容器足够大、尤其是当您将它们与100...470n X7R 并联时。 在麦克风放大器、RIAA 前置放大器等具有极高增益的功率级中使用。额外的10µ Ω 扼流圈会很有用。 此外、这些简单的电容乘法器电路如下所示：

www.electronics-notes.com/.../capacitance-multiplier-circuit.php

非常有用。 这些是最先进的去耦电路、可用于提供极高增益的级电源线。

当涉及信号接地和电源接地的分离时、我完全同意 Eric 的说法。 即使使用线性稳压器、也不建议将电源接地和信号接地分开。 如果 OPAMP 电路的去耦电容器未直接连接到反馈电阻器的信号接地、则去耦电容器将失效。 使用仅远程连接到信号接地的电源接地与使用具有20cm 长导联线的去耦电容器相同。 如果您在4层电路板中使用多个不同的平面来实现电源接地、信号接地、即。您将添加如此多的杂散电容和随机电感、从而使接线阻抗变得复杂、并显示高阻抗最大值和最小值。 这是将音频应用转变为多模式振荡器的最佳方法。 :-)

使 OPAMP 电路正常工作的最佳方法是使用实心接地层。 该接地层必须连接到线性稳压器的 GND 引脚彼此相连的位置。 将每个 OPAMP 连接到此接地层、或者换句话说、去耦电容器的接地引线和反馈电阻器的接地引线应连接到此接地层、靠近 OPAMP。 为了处理共模噪声、即印刷电路板不同位置的接地电位差、请使用平衡信号。 大型音频混合控制台(Makie 混频器等)正在使用此概念。 它们没有电源接地和信号接地。

Kai

您好 Kai。

我有另一个关于 π 型滤波器的问题。

您能否描述与 AD 解决方案相比、π 型滤波器的性能？ 由于值 L 较低，该值可能会变小：)

另一个问题是、如果我将对 OPA 使用 RC 滤波器、那么我将引入压降(并稍微影响动态范围)、但它会使我的电源具有高阻抗。

也许我应该使用 L 而不是 R？ 或者两者(R IN 与 L 串联)、这是怎么回事？

我是否应该对所有运算放大器使用通用 R/L？ (然后、我需要每个电力线都打开)或者我是否应该使用专用的电源线？ 每个运算放大器两个 Filer。

我将在我的应用中包含预滤波器、但有一个问题、它何时开始工作？ 大多数稳压器 PSSR 在10kHz - 100KHz 范围内变得越来越低。

此时、我使用的是我之前使用的后置 CRC 滤波器、来自我的重新密封电容器、如何将我的低值电阻器替换为扼流圈/电感器(更小的压降、也许更好的性能)、您能就此向我提出建议吗？

CRC 是最简单的解决方案、工作正常、但可能还有其他问题需要解决？ 我每行使用2个4700uF。

阅读有关降噪网络的广告文章后、我将在我的 LDO 设计中尝试使用它。

但我仍然不确定跟踪前置稳压器、观点通常是积极的、但几乎所有设计都建立在 LM317上、该器件已使用了将近50年、如果可能、以较低的频率获得一些 PSRR 会更好：)

我有另一个可能不常见的问题、但我在 LT3042中看到了这些电路。

其中一个建议的设计是使用外部高性能电压基准、我在这里的构思是：

－它是否提高了1/f 范围(10Hz 及以下)内的 LDO 性能？

-或 LDO 仅用于提高 LTC6655的电流能力？

或者、这是双赢的情况、使用这种电路将会改善这两种情况？

您好 Kai。

我有一个问题，我真的应该关心 SRF 吗？

如果我的 OPA 在 X MHz 时具有单位增益、那么我应该选择与它匹配的值(甚至更高的频率)。
我看到10uF 的扼流圈具有类似的 SFR (10-20MHz)、但有些具有类似100MHz 的更高 SRF。

如果我想构建高性能 π 型滤波器、并且要处理非常高的频率、我假设 SRF 很重要。

您好、Mateusz、

SMD 中还提供5孔扼流圈。 Würth 具有以下特性：

katalog.we-online.de/.../WE-SUKW

还有许多其他配电盘具有这些铁氧体扼流圈。 搜索"6孔扼流圈"或"UKW-扼 流圈"或类似产品。

SRF 对于混合模拟数字应用非常重要。 此外、5孔扼流圈可提供非常高的饱和电流、因为"绕组与铁氧体体积"的比率非常低、这会使铁氧体中的磁通量也非常低。 与标准多绕组扼流圈相比、饱和的电流要高得多。

LDO 的输出电容值应在制造商建议的范围内。 无需将 LDO 的输出滤波电容增加到极值。 许多"高端"音频开发人员都是这样做的。 但这与良好的工程无关。 设计放大器更是一种例程行为。 他们只使用由一群处女在满月之夜手工制作的零部件。 这些工程师不遵守规则、他们的意图是打破规则。 他们称赞他们的产品是无与伦比的原稿。 您无法与他们讨论、因为他们不想讨论。 他们只会宣传...

Kai

你好，Kai：)

如何使用类似这样的“经典”扼流圈：

滤波器？ 或者、我应该听从您的建议吗？ 顺便说一下、您是否会非常亲切、并向我提供有关这些滤波器性能的更多信息？
我将在扼流圈/铁氧体(低 ESR 类型)后面放置1000uF 电容器、如果需要、我将串联阻尼电阻器。

我问过您 LDO 输出电容器、因为 LDO 稳定性的范围在1uF 到100uF 之间变化(有时 制造商建议混合使用电容器、例如、 陶瓷+钽电容器)。
但是、该范围通常被视为稳定性选择、而不是性能(甚至成本比)、我想放置更大的东西、比如100-1000uF。
我看到、在输出端使用更大的电容器(1000+uF 甚至10K)的设计也可能会如此。
那么、如果我的 LDO 在10-100uF 范围内保持稳定、那么没有什么可以从中受益的呢？
我正在为所有运算放大器使用本地储能电容器(不是为所有运算放大器使用互大电容器、而是为每个运算放大器使用专用的10uF 电容器)。
正如您所说的、大多数音频设备的设计很差、甚至没有适当的知识。
因此、有许多问题和事项需要再次澄清或学习。

在您之前的帖子中、您告诉我、在 LDO 前面使用时、我不应该考虑 π 型滤波器的截止频率。
这里的问题到底有什么关系？ 成本、解决方案尺寸？
我知道 SRF 会变化、更低的扼流圈会实现更高的 SRF、我还应该关注电流(就 SRF 而言、更低的电流扼流圈有时会更好)。

我对钱不是很在意，因为 π 型滤波器的大部分成本都将以扼流圈为导向：)

根据我使用的运算放大器和 LDO 数据表、最好构建能够在上面10-100KHz 范围内工作的 π 型滤波器。
以消除由于 LDO 和 OPAMP PSRR 性能(在较高频率下较低)而产生的任何纹波。

我将继续了解您的知识、我将构建您建议的 π 型滤波器。
我假设您所提议的铁氧体磁珠性能将优于 SRF 为10-50MHz 的典型4.7-10uH 扼流圈？

BTW 在我的应用中、我是否应该关心压路/未压路扼流圈/EMI 滤波器？
因为有很多扼流圈和滤波器可供选择。

您好、Mateusz、

几十年前、我与您处于相同的位置。 但我当时没有互联网，没有论坛，没有好的图书馆。 你只能从数据库、如果你能得到一些的话，从电子杂志学习。 我们从试验和测量中学到的经验、试验和错误...

LDO 前面的 π 型滤波器由桥式整流器后面的大储能电容构成、我假设 LDO 输入端的储能电容为2200µF μ F 和220µF μ F。 4µ7 Ω 扼流圈。 μ F 220µF 并联一个220n...470n 的陶瓷电容器。 由于 μ F 应直接位于 LDO 的输入端、因此您可以使用用于 LDO 的陶瓷电容220µF：

10µF 是 TI 建议在 LDO 输入端使用的陶瓷电容、此处为 μ F、例如。 它是 π 型滤波器的一部分。 如上所述、不再需要额外的220n...470n 电容器。 n ü 10µ 代替220n...470n 电容。

是的、需要0R2来抑制4µ7 Ω 扼流圈和220µF Ω 电容器形成的谐振。 但该0R2通常已经作为 ESR 放置在220µF μ F 电容器中。

您选择的4µ7 Ω 扼流圈是可以的。

我认为桥式整流器后面没有必要使用超低 ESR 电解电容器。 ESR 过低会导致在为电源供电时产生巨大的浪涌电流。

去耦电容器的最后一个字。 如果您希望将一个小电容与一个大电容并联、则可以引入另一种谐振：一个谐振的电感与另一个谐振的电容值。  可能会出现高阻抗最大值、这会降低谐振频率下的去耦性能。 在以下仿真中、您可以看到一个2200µF μ F 轴向铝电解电容器并联在一个47nF 的小电容中。 然后、在下一个仿真中、同一电解电容器被470n 并联：

(20dB 表示阻抗为10R、0dB 表示1R、-20dB 表示0.1R。)

可以清楚地看到、47n 电容器的峰值阻抗比470n 电容器的峰值高十倍。 因此、当必须使用较小的电容并联具有大量电感的大电解电容器时、47n..100N 可能太小。 220n...470n 可能更有用。 此外、请务必使用径向电解电容器、不要轴向！

Kai

好的。
我从未听说过它。

可能是因为在音频领域、电容器总是尽可能多的放置、而更大的电容器总是更好的。

我有一个关于 LC 滤波器的问题、但与通过它传递音频信号有关(我不想开始新的线程、因为它在某种程度上与我之前的问题相关)。
ATM 我将 RC LPF (输入)用于音频放大器、转角频率为~ 400kHz、以20kHz 提供平坦响应。

如果我要用电感器替换电阻器、我应该注意什么？
RC 是直接的、但我希望提供良好的衰减(L 应该更好)、但我不想引入任何失真等

您好 Kai。

因此、我假设放大器输入端的一阶 LPF 应设置为~ 80KHz、以便在不牺牲线性的情况下尽可能抑制噪声。
这是一种非常不同的方法、因为大多数音频器件在20Hz - 20kHz 范围内具有更高的线性度。
这就是为什么我的 LPF 设置为~ 416KHz 以在20kHz 时实现完美响应的原因。

我担心 LC LPF 不适合我的应用、因此我不想让 DAC 输出部分过载电容。

我在这里有一个问题、我有一个使用几个运算放大器的输入级、那么每个运算放大器都应该受到带开关限制(通过 NFB)、并且应该逐个调整、以比以前的运算放大器小一点？

我是对的吗？ 由于电容器选择在 pF 范围内、这可能很困难。

您好、Mateusz、

运算放大器的单位增益带宽必须远高于1MHz、才能处理20kHz 的音频信号。 它只是 OPAMP (环路增益)的增益保留、可将失真降低至不可闻值。 如果没有线性化反馈环路、OPAMP 会在%范围内产生失真。 另一方面、现代运算放大器的高带宽使其对高频噪声敏感。 因此、低通滤波的带宽限制可以使 OPAMP 稳定下来。 这是正确的方法：使用具有极高带宽的 OAPmp、但通过低通滤波将带宽限制为所需的信号范围。

高端音响场景中存在荒谬的音频频率响应(您知道由一群处女制作的放大器... :-)典型的演播室混频器的频率响应在50kHz 时下降1dB，在100kHz 时下降3dB！ 通过这样做，它们完全符合国际标准。 严格的带宽限制应使混频器更容易受到来自无线电台和手机的高频噪声的影响。

我不明白 DAC 输出端的 LC 滤波意味着什么。

只有放大器的第一级、输入级、才应具有低通滤波的较低转角频率、因为此处的高频噪声最多可进入放大器。

Kai

您好 Kai。

您能不能从 TI 网站了解一下 TIDU034吗？

我对此设计有一些疑问、我真的想知道您对此的看法。
也许您能给我一些关于它的建议。

我有一些想法、但我想先听取您的意见。

顺便说一下，我已经采取了一些步骤来添加我们所讨论的 LC 滤波器，我还发现了一个具有 ESR 的良好电容器，它会抑制谐振：)