Линеарен регулатор со низок шум за референтен извор на напон од 200 mA како напојување; Аналогни полупроводници
12 април 2019 година, 7:12 часот | Од Мајкл Б. Андерсон
Напојување со низок шум со линеарен регулатор IC
Референтни извори на напон често се користат за прецизно напојување со низок шум, иако тие не се дизајнирани да снабдуваат оптоварувања. Аналогни уреди развија линеарен регулатор IC за такви апликации - со два канала, како и високо канално одвојување и прецизна контрола.
Развивачите на аналогни кола честопати се потпираат на едноставен референтен извор на напон за да ги снабдат своите DA и AD конвертори со напон со низок шум. Сепак, оваа задача е далеку надвор од опсегот на референтен извор на напон - развиен за да обезбеди безвучен, прецизен и стабилен напон до референтниот влез на регулаторот, на пр., Референтниот влез на прекинувачкиот регулатор во конверторите на напојувањето. Со некои ограничувања, референтните извори на напон обично се на висина на задачата, што ги охрабрува програмерите да користат референтни извори на напон за снабдување на кола со поголеми барања за напојување. Затоа што ако референтниот извор на напон може да го напојува конверторот со напојување, зошто да не и аналогната обработка на сигнал или друг конвертер? Овој список може да трае и да трае.
Агонијата на избор помеѓу точноста и перформансите е вообичаена во сите развојни процеси. Методот "брз кретен" препорачува употреба на референтен извор на напон ако е потребна точност и линеарен регулатор (LDO) ако се потребни повеќе mW напојување.
Ако двете барања не можат да се исполнат со еден извор, треба да се додадат две фази и да се издвојат одделни линии, дури и ако номиналните напони се исти. Напорот е поврзан со поголеми трошоци и дополнително барање за простор на плочката.
И, кога е потребен високопрецизен извор на напон за да се испорача неколку mW моќност, дизајнерот е принуден да пуферува референтен извор на напон. Аналогни уреди LT6658 го решава овој проблем. Има два излеза на прецизен напон со низок шум со комбинирана излезна струја од 200 mA. Аналогни уреди го нарекуваат Refulator, вештачки збор составен од референтен и регулатор.
Референтен напон со низок лебдат
LT6658 е низок шум, прецизен регулатор со низок лебдат - со спецификации на типичен референтен извор на напон: 10 ppm/K лебдат и основна точност од 0,05%. Со своите два излеза, дизајнирани за струја до 150 mA или 50 mA и исто така можат да дејствуваат како активен мијалник, LT6658 може да испорача поголеми излези, споредливи со линеарен регулатор. За да се задржи точноста, регулацијата на оптоварувањето е 0,1 ppm/mA. Пенетрацијата на напонот во напојувањето е обично 1,4 ppm/V кога влезните терминали се поврзани заедно и под 0,1 ppm/V кога независните извори се поврзани со влезните терминали.
Слика 1. Рефлаторот LT6658 се состои од референтен извор на напон и два одделни излезни засилувачи. Сите три фази можат да се снабдат со напојување одделно.
Типичното коло на LT6658 е во Слика 1 прикажано. Рефлаторот LT6658 се состои од референтен извор на напон (јаз на опсег), фаза на филтрирање за слабеење на бучавата и два излезни засилувачи кои служат како конвертори на импеданса и засилувачи на тампон. Референтниот извор на опсегот и двата излезни засилувачи се напојуваат одделно за да овозможат широко раздвојување. Инвертираниот влез на секој засилувач на излезот е изнесен. Ова им овозможува на развивачите да го напојуваат напонот директно при оптоварување назад до влезот на засилувачот за да го компензираат ефектот на отпорот на линијата.
Филтерот за слабеење на бучавата се состои од интегриран отпор од 400 Ω со надворешен кондензатор. Работи како филтер со низок премин и го ограничува бучавата од референтниот извор на опсегот. Надворешниот кондензатор може да биде од која било големина, што го намалува ширината на опсегот на бучавата до многу мала вредност.
Брзо и непречено решавање по промените на оптоварувањето
Сл. 2. Одговор на чекор на излез 1 (UA1, максимум 150 mA) на чекор од оптоварување од 1 mA (a) - 10 mA до 11 mA - и чекор на оптоварување 140 mA (b) - 10 mA до 150 mA - покажува колку брзо и прецизно реагира контролорот.
Илустрира однесувањето на решавањето на контролорот од 150 mA (излез 1, UA1) слика 2. На слика 2а е прикажан чекор одзив на скок на оптоварување од 1 mA од 10 mA на 11 mA; На слика 2б е прикажан чекор одзив на скок на оптоварување од 140 mA од 10 mA на 150 mA.
Способноста на излезниот засилувач да дејствува како извор и мијалник овозможува излезниот напон брзо да се смири. Преодниот одговор е краток, додека се одржува прецизната контрола на оптоварувањето.
Зависноста од товарот на контролата обично е само 0,1 ppm/mA. Вториот излез (UA2) има сличен минлив одговор со максимално оптоварување од 50 mA.
Следење на излез - независно за секој канал
Сл. 3. Зголемениот товар на излезот 1 има мало влијание врз напонот на вториот излез. Односот на двата излезни напони останува главно непроменет. (Ефектите од затоплувањето не се земени предвид).
Излезите на LT6658 се следат, дури и ако се поставени на различни напони. Во кола со неколку конвертори кои бараат различни референтни напони, ова осигурува дека конвертерите даваат конзистентни резултати.
Ова е можно затоа што двата излеза на LT6658 се контролираат од заеднички извор на напон. Засилувачите на излезниот тампон се исечени за да се постигне многу добро следење и низок лебдат.
Кога оптоварувањето на излезот 1 (UA1) се зголемува од 0 mA на 150 mA, излезот UA2 се менува помалку од 12 ppm, како во слика 3 прикажано. Затоа, односот помеѓу излезите се одржува дури и со различни оптоварувања и работни услови.
Сузбивање на работен напон и одвојување на каналот
Со цел да се постигнат многу високи вредности за продирање на напон во напојувањето (PSRR) и одвојување на каналите на излезите, LT6658 има три приклучоци за напојување. Конекторот UE ја снабдува струјата со референтното коло на опсегот. Врските UE1 и UE2 се користат за снабдување на излезни засилувачи за UA1 и UA2. Наједноставниот метод е поврзување на сите три приклучоци заедно, што дава типична пенетрација на напон во напојување од 1,4 ppm/V. Ако врските за напојување се поврзани одделно со одделни извори, продирањето на напон во напојувањето за UA2 е само 0,06 ppm/V - мерено со влезен напон за UE1 фиксиран со постојана вредност.
Во Табела 1 се сумираат вредностите за продирање на напонот на напојувањето за удар на соодветниот напон на напојување од 5 V до 36 V. Снабдувањето со UE има најголема чувствителност, што обично резултира со промена од 1,4 ppm/V на излезите. Врските за напојување UE1 и UE2 практично немаат ефекти од излезните напони. Измерените вредности во колоните UE1 и UE2 се на ниво на излезниот шум.
Табела 1. Измерената пенетрација на напонот на напојување (PSRR) со скок на напонот на напојување од 5 V на 36 V. Најголемата чувствителност е прикажана со UE конекцијата.
Во Слика 4 прикажани се два примери на проток на напон во напојување. Првиот пример има 1 μF кондензатор на NR конекторот на LT6658, во вториот пример 10 μF кондензатор е поврзан со NR игла. Поголемиот кондензатор од 10 μF ја менува сузбивањето на 107 dB на 2 kHz.
Раздвојувањето на наизменичниот канал на напоните на напојување помеѓу UA1 и UA2 е вклучено Слика 5 да се види. Тука одвојувањето од канал до канал до 100 kHz е поголемо од 70 dB, со CNR = 10 μF.