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浅谈低压差线性稳压器（LDO）的PSRR和在USB电路中的应用
浅谈低压差线性稳压器（LDO）的PSRR
作者：圣邦微电子 任明岩 时间：2008-03-24来源:电子产品世界 浏览评论 推荐给好友 我有 一四塑理残 关键词：LDO PSRR USB电路
引言
便携产品电源设计需要系统级思维，在开发由电池供电的设备时，诸如 手机、MP3、PDA、PMP、DSC等低功耗产品，如果电源系统设计不合理， 则会影响到整个系统的架构、产品的特性组合、元件的选择、软件的设计和 功率分配架构等。同样，在系统设计中，也要从节省电池能量的角度出发多 加考虑。例如现在便携产品的处理器，一般都设有几个不同的工作状态，通 过一系列不同的节能模式（空闲、睡眠、深度睡眠等）可减少对电池容量的 消耗。即当用户的系统不需要最大处理能力时，处理器就会进入电源消耗较 少的低功耗模式。带有使能控制的低压差线性稳压器（ld。）是不错的选择。
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图1 LDO低压差线性稳压器的结构
LDO的基本原理
LDO是一种微功耗的低压差线性稳压器，它通常具有极低的自有噪声和较 高的电源抑制比 psrr( Power Supply Rejection Ratio )。
ld。低压差线性稳压器的结构如图1,主要包括启动电路、恒流源偏置单 元、使能电路、调整元件、基准源、误差放大器、反馈电阻网络，保护电路 等，基本工作原理是这样的：系统加电，如果使能脚处于高电平时，电路开 始启动，恒流源电路给整个电路提供偏置，基准源电压快速建立，输出随着 输入不断上升，当输出即将达到规定值时，由反馈网络得到的输出反馈电压 也接近于基准电压值，此时误差放大器将输出反馈电压和基准电压之间的误 差小信号进行放大，再经调整管放大到输出，从而形成负反馈，保证了输出 电压稳定在规定值上，同理如果输入电压变化或输出电流变化，这个闭环回 路将使输出电压保持不变，即： Vout= (R1 + R2) /R2 * Vref
实际的低压差线性稳压器还具有如负载短路保护、过压关断、过热关断、 反接保护等其它的功能。
电源抑制比(PSRR)
电源抑制比是反应LD。输出对输入纹波抑制能力的一个交流参数，一般 输出和输入的频率是一样的，PSRR的值越大说明LD。的纹波能力越强，也就 是说输入对输出的影响很小。和噪声(Noise)不同，噪声一般为在1 0Hz至 1 00kHz频率范围内一定输入电压下其输出噪声电压的均方值(RMS) ,psrr 的单位是dB,公式如下。
psrr= 20 log (Avin/Avout)
图2 为 SGM2007 在 CBP= E I LOAD = 50m A, GOUT = 1Ff = 1 OKHz,的输出和输入的电压曲线。
图2 SGM2007输出和输入的电压曲线
由公式 psrr= 20 log (Avin/Avout) = 60 (dB),当输入变化了1V
的时候，输出才变化了 1 。
圣邦微电子的SGM2007高性能低压差线性稳压器ldo在1 0Hz至 100kHz频率范围内的输出噪声为30 V(RMS),在1 kHz的频率下电源抑 制比(psrr)高达73dB,它能够为诸如射频(RF)接收器和发送器、压控振荡 器(VCO)和音频放大器等对噪声敏感的模拟电路的供电提供低噪声、高电 源抑制比(psrr)和快速瞬态响应，使能电路兼容TTL电平，适合数字于电 路供电。，适合蓝牙数码相机和 个人数字助理(PDA),以及诸如无线和高端音频产品等单个锂电池供电或固 。
提高PSRR的方法
BP端加旁路电容
为降低基准噪声，提高LDO的PSRR,需要在LD。基准的输出端增加一路低 通滤波器，滤波器可以集成在线性稳压器内部或由外部电路实现。内置滤波 器占用了较大的管芯尺寸，增加芯片的设计和生产成本，有些低噪声LD。芯 片只是提供一个基准的引脚BP (Bypass)，用于连接基准旁路电容。
增大旁路电容，有利于减小输出噪声，提高LDO的PSRRo建议使用陶瓷电 容的典型值为470 F。也可使用此范围以外的电容，但会对输 入电源上电时
LDO输出电压上升的速度产生影响，旁路电容值越大，输出电 压上升速率越慢。在使用时这点要注意。如图3为旁路电容对SGM2007 psrr
影响，可见增大旁路电容会在一定频率上提高PSRR的值。
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100() 100