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LDO环路稳定性及其对射频频综相噪的影响

时间:01-23 来源:mwrf 点击:

本文首先简要地介绍了LDO的噪声来源及环路稳定性对输出噪声的影响;其次,根据调频理论推导出VCO的相位噪声与LDO的噪声频谱密度的理论计算关系。在此基础上,为了验证LDO噪声对射频频综输出相噪的影响,分别采用TPS7A8101和TPS74401 LDO评估板给TRF3765射频频综评估板供电,对比测试这两种情况下的TRF3765相噪曲线;同时,为了验证LDO环路稳定性对频综相噪的影响,针对TPS7A8101评估板的参考电路做出部分修改,并对比测试了电路修改前后的TRF3765输出相噪。

1、LDO噪声来源及环路稳定性对输出噪声影响

1.1 LDO噪声来源

LDO的噪声分为LDO内部的噪声和LDO外部的噪声。LDO内部的噪声来自于内部电路的带隙基准源,放大器以及晶体管。LDO外部的噪声来自于输入。在LDO的手册中,PSRR是表征LDO抑制外部噪声的能力,但PSRR高并不代表LDO内部噪声小。LDO的总输出噪声才是表征LDO内部噪声抑制的参数,一般在电气特性表里用单位?VRMS表示,或者在噪声频谱密度图上表示。

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图2是LDO内部结构框图,VN代表等效噪声源。噪声源包括带隙基准源产生的噪声VN (REF),误差放大器产生的噪声VN (AMP),FET产生的噪声VN (FET)以及反馈电阻产生的噪声VN (R1)和VN (R2)。在大多数情况下,由于带隙基准源电路是由很多不同的电阻、晶体管和电容组成,它所产生的噪声会远远大于反馈电阻产生的噪声。而且带隙基准源是误差放大器的输入,它所产生的噪声也会经由误差放大器放大来控制FET,所以误差放大器本身以及FET所产生的噪声也会比带隙基准源的噪声要低。可以说,LDO内部最大的噪声源就是带隙基准源。我们把LDO输出噪声VN (OUT)表示为
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VN (Other)是VN (AMP)以及VN (FET)的和。由公式1可以得出,输出噪声最小值出现在R1短接到FB,误差放大器的增益近似为1的时候。

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1.2 LDO噪声抑制方法

为了抑制带隙基准源产生的噪声,有三种办法。
一是降低误差放大器的带宽,抑制了带隙基准源的高频噪声。但是降低带宽会使LDO的动态性能降低。
二是在带隙基准源和误差放大器之间加低通滤波。高性能的LDO都会有一个噪声抑制NR管脚,CNR并联在带隙基准源和GND之间,起到低通滤波的作用。如图3所示。

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三是在反馈电阻R1上增加前馈电容CFF.在增加了CFF和CNR后,输出噪声可以表示为
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从式2可以得出,CFF越大,输出噪声就越小。频率越高,输出噪声越小。
图4是不同CFF下的噪声频谱密度图。可以看出,CFF越大,噪声从低频开始都能被很好的抑制。CFF太小的时候,抑制噪声的作用就不太明显。当频率很高的时候,不管用多大的CFF,噪声频谱密度相差不会太大。所以,增加合适的前馈电容CFF,对改善LDO低频噪声有非常好的效果。

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1.3 LDO环路稳定性与输出噪声的关系

闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鐐劤缂嶅﹪寮婚悢鍏尖拻閻庨潧澹婂Σ顔剧磼閻愵剙鍔ょ紓宥咃躬瀵鎮㈤崗灏栨嫽闁诲酣娼ф竟濠偽i鍓х<闁诡垎鍐f寖闂佺娅曢幑鍥灳閺冨牆绀冩い蹇庣娴滈箖鏌ㄥ┑鍡欏嚬缂併劌銈搁弻鐔兼儌閸濄儳袦闂佸搫鐭夌紞渚€銆佸鈧幃娆撳箹椤撶噥妫ч梻鍌欑窔濞佳兾涘▎鎴炴殰闁圭儤顨愮紞鏍ㄧ節闂堟侗鍎愰柡鍛叀閺屾稑鈽夐崡鐐差潻濡炪們鍎查懝楣冨煘閹寸偛绠犻梺绋匡攻椤ㄥ棝骞堥妸鈺傚€婚柦妯侯槺閿涙稑鈹戦悙鏉戠亶闁瑰磭鍋ゅ畷鍫曨敆娴i晲缂撶紓鍌欑椤戝懘鎮樺┑瀣€垫い鎾跺枍缁诲棝鏌曢崼婵堢闁告帊鍗抽弻娑㈡偆娴i晲绨界紓渚囧枦椤曆囧煡婢跺á鐔荤疀閹惧墎楔闂佽桨鐒﹂崝娆忕暦閵娾晩鏁婇悹渚厛閺€銊х磽閸屾艾鈧绮堟笟鈧、鏍礋椤栨稑娈戦梺鍛婃尫閻掞箓锝為弴銏$厵闁硅鍔﹂崵娆戠棯閹冩倯闁逛究鍔岄~婊堝幢濡も偓楠炲姊虹粙娆惧剱闁圭懓娲獮鍐ㄢ堪閸喎娈熼梺闈涱槶閸庮噣宕戦幘璇查敜婵°倓鑳堕崣鍡涙⒑閸濆嫭澶勬慨妯稿姂瀹曟繂顓兼径瀣幍闂佸憡鍔樼亸娆撴倿閸涘﹥鍙忓┑鐘插鐢盯鏌熷畡鐗堝殗鐎规洏鍔嶇换婵嬪磼濞戞瑧鏆梻鍌氬€峰ù鍥х暦閻㈢ǹ绐楅柛鈩冪☉绾惧潡鏌熼幆鐗堫棄缂佺姵鐓¢弻鏇$疀閺囩儐鈧本绻涚粭鍝勫闁哄苯绉烽¨渚€鏌涢幘瀵告噰妞ゃ垺宀搁弫鎰板幢濞嗘垹妲囨繝娈垮枟閿曗晠宕㈤崗鑲╊洸婵犲﹤鎳愮壕濂告煟閹伴潧澧い搴㈢矊椤啰鈧稒蓱閸婃劗鈧鍠楅悡锟犮€佸Δ鍛妞ゆ垼濮ょ€氬ジ姊绘担鍛婅础閺嬵亝绻涢幘顕呮缂侇喖顭烽獮妯尖偓闈涙憸椤旀洟鏌i悩鍙夊巶闁告侗鍘奸悡鍌炴⒑鏉炴壆顦﹂柣妤€锕ョ粚杈ㄧ節閸ヮ灛褔鏌涘☉鍗炴灈婵炲懌鍊濆铏圭矙濞嗘儳鍓梺鍛婃尰缁诲嫰骞戦姀鐘斀闁搞儮鏅濋惁鍫ユ⒑缁嬫寧婀扮紒瀣灥閳诲秹鏁愰崪浣瑰瘜闂侀潧鐗嗙换鎺楀礆娴煎瓨鐓忛柛顐ゅ枑閸婃劖顨ラ悙鎻掓殲缂佸倹甯為埀顒婄到閻忔岸寮查鈧埞鎴︽倷閺夋垹浠搁柦鍐憾閹綊宕堕埡浣锋濠殿喖锕ㄥ▍锝夊箯閻樿鐏抽柧蹇e亞娴滃爼姊绘担钘夊惞闁革綇闄勬穱濠囧炊椤掆偓缁犳煡鏌曡箛鏇炐涢柡鈧禒瀣€甸柨婵嗙凹缁ㄤ粙鏌涙繝鍕槐婵﹥妞藉Λ鍐归妶鍡欐创鐎规洘锕㈡俊鎼佸Ψ椤旇棄鏋犳繝鐢靛Х閺佸憡鎱ㄩ悜钘夋瀬闁告稑锕ラ崣蹇涙煟閹达絾顥夐柡瀣╃窔閺岀喖姊荤€靛壊妲紒鐐礃椤濡甸崟顖氬唨妞ゆ劦婢€缁爼姊虹紒妯虹瑨闁诲繑宀告俊鐢稿礋椤栨氨顔婇梺鐟扮摠缁诲秵绂掗懖鈺冪<闁绘劦鍓欓崝銈嗐亜椤撶姴鍘寸€殿喖顭烽幃銏ゆ偂鎼达綆妲堕柣鐔哥矊缁绘帡寮灏栨闁靛骏绱曢崢浠嬫⒑鐟欏嫬鍔ゆい鏇ㄥ幖鐓ら柟缁㈠枟閻撴瑦銇勯弮鍌滄憘婵炲牊绮撻弻鈩冩媴閻熸澘顫嶉梺璇″灡濡啴宕规ィ鍐╁殤妞ゆ帊鐒﹀▍锕€鈹戦悩鍨毄濠殿噮鍙冮獮蹇涘礃椤旇偐顦ㄥ銈呯箰閸熺増銇欓幎鑺モ拻濞撴埃鍋撻柍褜鍓氱粙鎾诲煘閹烘鐓曢柡鍌濇硶鑲栭梺鐟扮畭閸ㄥ綊鍩為幋鐘亾閿濆簼绨荤紒鎰☉椤啴濡堕崱妯碱槬闂佺懓鍟跨粔鐟扮暦椤愨懡鏃堝川椤旇瀚藉┑鐐舵彧缁蹭粙骞夐敍鍕闁跨喓濮甸悡娆撴煣韫囷絽浜濋悘蹇曟暬閺屽秷顧侀柛鎾磋壘椤繈濡搁敂鑺ョ彿濠德板€撻懗鍫曞煘瀹ュ應鏀介柣妯哄级閹兼劗绱掗悩鍨殌闂囧鏌ㄥ┑鍡欏闁逞屽厸缁瑦淇婇幖浣哥厸闁稿本绮屽鎶芥⒒娴e憡鎯堥柛鐔哄█瀹曟垿骞樼紒妯煎幈闁硅壈鎻槐鏇㈡晬瀹ュ洨纾奸弶鍫氭櫅娴犺鲸顨ラ悙鏉戠瑨閾绘牕霉閿濆懎绾ч悗姘矙濮婄粯鎷呴崨闈涚秺瀵敻顢楅崟顒€浠梺闈浥堥弲娑氱矆閸屾壕鍋撻崗澶婁壕闂佸憡娲﹂崜娑㈠储閻㈠憡鈷戦柟顖嗗嫮顩伴梺绋款儏閹冲酣鎮惧畡鎵殕闁逞屽墴閸┾偓妞ゆ帒鍠氬ḿ鎰箾閸欏鐭掔€殿噮鍋嗛幏鐘差啅椤斿吋顓垮┑鐐差嚟婵挳顢栭幇鏉挎瀬闁搞儺鍓氶悡鐔兼煙闁箑寮鹃柛鐔风箻閺屾盯鎮欓崹顐f瘓濠殿喖锕︾划顖炲箯閸涘瓨鍤嶉柕澹讲鍋撴繝鍥ㄢ拺闂傚牃鏅濈粔鍓佺磼閻樿櫕宕岄柣娑卞枦缁犳稑鈽夊▎鎰仧闂備浇娉曢崳锕傚箯閿燂拷...

从LDO的小信号分析可以看出,LDO有两个低频极点,如果没有合适的零点补偿,LDO的稳定裕度不够,就有可能产生震荡。稳定裕度不够的LDO产生的内部噪声会更大。上节中提到第三种噪声抑制方法,即增加前馈电容CFF是实际上为了改善系统稳定裕度。由CFF与R1组成一个低频零点,闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鐐劤缂嶅﹪寮婚悢鍏尖拻閻庨潧澹婂Σ顔剧磼閻愵剙鍔ょ紓宥咃躬瀵鎮㈤崗灏栨嫽闁诲酣娼ф竟濠偽i鍓х<闁诡垎鍐f寖闂佺娅曢幑鍥灳閺冨牆绀冩い蹇庣娴滈箖鏌ㄥ┑鍡欏嚬缂併劌銈搁弻鐔兼儌閸濄儳袦闂佸搫鐭夌紞渚€銆佸鈧幃娆撳箹椤撶噥妫ч梻鍌欑窔濞佳兾涘▎鎴炴殰闁圭儤顨愮紞鏍ㄧ節闂堟侗鍎愰柡鍛叀閺屾稑鈽夐崡鐐差潻濡炪們鍎查懝楣冨煘閹寸偛绠犻梺绋匡攻椤ㄥ棝骞堥妸鈺傚€婚柦妯侯槺閿涙稑鈹戦悙鏉戠亶闁瑰磭鍋ゅ畷鍫曨敆娴i晲缂撶紓鍌欑椤戝懘鎮樺┑瀣€垫い鎾跺枍缁诲棝鏌曢崼婵堢闁告帊鍗抽弻娑㈡偆娴i晲绨界紓渚囧枦椤曆囧煡婢跺á鐔荤疀閹惧墎楔闂佽桨鐒﹂崝娆忕暦閵娾晩鏁婇悹渚厛閺€銊х磽閸屾艾鈧绮堟笟鈧、鏍礋椤栨稑娈戦梺鍛婃尫閻掞箓锝為弴銏$厵闁硅鍔﹂崵娆戠棯閹冩倯闁逛究鍔岄~婊堝幢濡も偓楠炲姊虹粙娆惧剱闁圭懓娲獮鍐ㄢ堪閸喎娈熼梺闈涱槶閸庮噣宕戦幘璇查敜婵°倓鑳堕崣鍡涙⒑閸濆嫭澶勬慨妯稿姂瀹曟繂顓兼径瀣幍闂佸憡鍔樼亸娆撴倿閸涘﹥鍙忓┑鐘插鐢盯鏌熷畡鐗堝殗鐎规洏鍔嶇换婵嬪磼濞戞瑧鏆梻鍌氬€峰ù鍥х暦閻㈢ǹ绐楅柛鈩冪☉绾惧潡鏌熼幆鐗堫棄缂佺姵鐓¢弻鏇$疀閺囩儐鈧本绻涚粭鍝勫闁哄苯绉烽¨渚€鏌涢幘瀵告噰妞ゃ垺宀搁弫鎰板幢濞嗘垹妲囨繝娈垮枟閿曗晠宕㈤崗鑲╊洸婵犲﹤鎳愮壕濂告煟閹伴潧澧い搴㈢矊椤啰鈧稒蓱閸婃劗鈧鍠楅悡锟犮€佸Δ鍛妞ゆ垼濮ょ€氬ジ姊绘担鍛婅础閺嬵亝绻涢幘顕呮缂侇喖顭烽獮妯尖偓闈涙憸椤旀洟鏌i悩鍙夊巶闁告侗鍘奸悡鍌炴⒑鏉炴壆顦﹂柣妤€锕ョ粚杈ㄧ節閸ヮ灛褔鏌涘☉鍗炴灈婵炲懌鍊濆铏圭矙濞嗘儳鍓梺鍛婃尰缁诲嫰骞戦姀鐘斀闁搞儮鏅濋惁鍫ユ⒑缁嬫寧婀扮紒瀣灥閳诲秹鏁愰崪浣瑰瘜闂侀潧鐗嗙换鎺楀礆娴煎瓨鐓忛柛顐ゅ枑閸婃劖顨ラ悙鎻掓殲缂佸倹甯為埀顒婄到閻忔岸寮查鈧埞鎴︽倷閺夋垹浠搁柦鍐憾閹綊宕堕埡浣锋濠殿喖锕ㄥ▍锝夊箯閻樿鐏抽柧蹇e亞娴滃爼姊绘担钘夊惞闁革綇闄勬穱濠囧炊椤掆偓缁犳煡鏌曡箛鏇炐涢柡鈧禒瀣€甸柨婵嗙凹缁ㄤ粙鏌涙繝鍕槐婵﹥妞藉Λ鍐归妶鍡欐创鐎规洘锕㈡俊鎼佸Ψ椤旇棄鏋犳繝鐢靛Х閺佸憡鎱ㄩ悜钘夋瀬闁告稑锕ラ崣蹇涙煟閹达絾顥夐柡瀣╃窔閺岀喖姊荤€靛壊妲紒鐐礃椤濡甸崟顖氬唨妞ゆ劦婢€缁爼姊虹紒妯虹瑨闁诲繑宀告俊鐢稿礋椤栨氨顔婇梺鐟扮摠缁诲秵绂掗懖鈺冪<闁绘劦鍓欓崝銈嗐亜椤撶姴鍘寸€殿喖顭烽幃銏ゆ偂鎼达綆妲堕柣鐔哥矊缁绘帡寮灏栨闁靛骏绱曢崢浠嬫⒑鐟欏嫬鍔ゆい鏇ㄥ幖鐓ら柟缁㈠枟閻撴瑦銇勯弮鍌滄憘婵炲牊绮撻弻鈩冩媴閻熸澘顫嶉梺璇″灡濡啴宕规ィ鍐╁殤妞ゆ帊鐒﹀▍锕€鈹戦悩鍨毄濠殿噮鍙冮獮蹇涘礃椤旇偐顦ㄥ銈呯箰閸熺増銇欓幎鑺モ拻濞撴埃鍋撻柍褜鍓氱粙鎾诲煘閹烘鐓曢柡鍌濇硶鑲栭梺鐟扮畭閸ㄥ綊鍩為幋鐘亾閿濆簼绨荤紒鎰☉椤啴濡堕崱妯碱槬闂佺懓鍟跨粔鐟扮暦椤愨懡鏃堝川椤旇瀚藉┑鐐舵彧缁蹭粙骞夐敍鍕闁跨喓濮甸悡娆撴煣韫囷絽浜濋悘蹇曟暬閺屽秷顧侀柛鎾磋壘椤繈濡搁敂鑺ョ彿濠德板€撻懗鍫曞煘瀹ュ應鏀介柣妯哄级閹兼劗绱掗悩鍨殌闂囧鏌ㄥ┑鍡欏闁逞屽厸缁瑦淇婇幖浣哥厸闁稿本绮屽鎶芥⒒娴e憡鎯堥柛鐔哄█瀹曟垿骞樼紒妯煎幈闁硅壈鎻槐鏇㈡晬瀹ュ洨纾奸弶鍫氭櫅娴犺鲸顨ラ悙鏉戠瑨閾绘牕霉閿濆懎绾ч悗姘矙濮婄粯鎷呴崨闈涚秺瀵敻顢楅崟顒€浠梺闈浥堥弲娑氱矆閸屾壕鍋撻崗澶婁壕闂佸憡娲﹂崜娑㈠储閻㈠憡鈷戦柟顖嗗嫮顩伴梺绋款儏閹冲酣鎮惧畡鎵殕闁逞屽墴閸┾偓妞ゆ帒鍠氬ḿ鎰箾閸欏鐭掔€殿噮鍋嗛幏鐘差啅椤斿吋顓垮┑鐐差嚟婵挳顢栭幇鏉挎瀬闁搞儺鍓氶悡鐔兼煙闁箑寮鹃柛鐔风箻閺屾盯鎮欓崹顐f瘓濠殿喖锕︾划顖炲箯閸涘瓨鍤嶉柕澹讲鍋撴繝鍥ㄢ拺闂傚牃鏅濈粔鍓佺磼閻樿櫕宕岄柣娑卞枦缁犳稑鈽夊▎鎰仧闂備浇娉曢崳锕傚箯閿燂拷...

由下图的频率响应可以看出,零点是相位裕度有了很大的提升,增加了系统稳定性,从而减小了系统低频噪声。

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2、LDO噪声与VCO输出相噪的关系

电源引入噪声对锁相环中各个有源器件都可能造成影响,其中最为敏感的部分是VCO,本文将着重讨论LDO输出噪声对VCO相噪的影响。
一个典型的LDO供电的频综系统框图如图7所示:加载在电源上的噪声信号通过频率调制过程调制到VCO的输出,造成VCO输出相噪恶化。

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根据经典调频系统理论,调制指数β由式(3)来表示闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鐐劤缂嶅﹪寮婚悢鍏尖拻閻庨潧澹婂Σ顔剧磼閻愵剙鍔ょ紓宥咃躬瀵鎮㈤崗灏栨嫽闁诲酣娼ф竟濠偽i鍓х<闁诡垎鍐f寖闂佺娅曢幑鍥灳閺冨牆绀冩い蹇庣娴滈箖鏌ㄥ┑鍡欏嚬缂併劌銈搁弻鐔兼儌閸濄儳袦闂佸搫鐭夌紞渚€銆佸鈧幃娆撳箹椤撶噥妫ч梻鍌欑窔濞佳兾涘▎鎴炴殰闁圭儤顨愮紞鏍ㄧ節闂堟侗鍎愰柡鍛叀閺屾稑鈽夐崡鐐差潻濡炪們鍎查懝楣冨煘閹寸偛绠犻梺绋匡攻椤ㄥ棝骞堥妸鈺傚€婚柦妯侯槺閿涙稑鈹戦悙鏉戠亶闁瑰磭鍋ゅ畷鍫曨敆娴i晲缂撶紓鍌欑椤戝懘鎮樺┑瀣€垫い鎾跺枍缁诲棝鏌曢崼婵堢闁告帊鍗抽弻娑㈡偆娴i晲绨界紓渚囧枦椤曆囧煡婢跺á鐔荤疀閹惧墎楔闂佽桨鐒﹂崝娆忕暦閵娾晩鏁婇悹渚厛閺€銊х磽閸屾艾鈧绮堟笟鈧、鏍礋椤栨稑娈戦梺鍛婃尫閻掞箓锝為弴銏$厵闁硅鍔﹂崵娆戠棯閹冩倯闁逛究鍔岄~婊堝幢濡も偓楠炲姊虹粙娆惧剱闁圭懓娲獮鍐ㄢ堪閸喎娈熼梺闈涱槶閸庮噣宕戦幘璇查敜婵°倓鑳堕崣鍡涙⒑閸濆嫭澶勬慨妯稿姂瀹曟繂顓兼径瀣幍闂佸憡鍔樼亸娆撴倿閸涘﹥鍙忓┑鐘插鐢盯鏌熷畡鐗堝殗鐎规洏鍔嶇换婵嬪磼濞戞瑧鏆梻鍌氬€峰ù鍥х暦閻㈢ǹ绐楅柛鈩冪☉绾惧潡鏌熼幆鐗堫棄缂佺姵鐓¢弻鏇$疀閺囩儐鈧本绻涚粭鍝勫闁哄苯绉烽¨渚€鏌涢幘瀵告噰妞ゃ垺宀搁弫鎰板幢濞嗘垹妲囨繝娈垮枟閿曗晠宕㈤崗鑲╊洸婵犲﹤鎳愮壕濂告煟閹伴潧澧い搴㈢矊椤啰鈧稒蓱閸婃劗鈧鍠楅悡锟犮€佸Δ鍛妞ゆ垼濮ょ€氬ジ姊绘担鍛婅础閺嬵亝绻涢幘顕呮缂侇喖顭烽獮妯尖偓闈涙憸椤旀洟鏌i悩鍙夊巶闁告侗鍘奸悡鍌炴⒑鏉炴壆顦﹂柣妤€锕ョ粚杈ㄧ節閸ヮ灛褔鏌涘☉鍗炴灈婵炲懌鍊濆铏圭矙濞嗘儳鍓梺鍛婃尰缁诲嫰骞戦姀鐘斀闁搞儮鏅濋惁鍫ユ⒑缁嬫寧婀扮紒瀣灥閳诲秹鏁愰崪浣瑰瘜闂侀潧鐗嗙换鎺楀礆娴煎瓨鐓忛柛顐ゅ枑閸婃劖顨ラ悙鎻掓殲缂佸倹甯為埀顒婄到閻忔岸寮查鈧埞鎴︽倷閺夋垹浠搁柦鍐憾閹綊宕堕埡浣锋濠殿喖锕ㄥ▍锝夊箯閻樿鐏抽柧蹇e亞娴滃爼姊绘担钘夊惞闁革綇闄勬穱濠囧炊椤掆偓缁犳煡鏌曡箛鏇炐涢柡鈧禒瀣€甸柨婵嗙凹缁ㄤ粙鏌涙繝鍕槐婵﹥妞藉Λ鍐归妶鍡欐创鐎规洘锕㈡俊鎼佸Ψ椤旇棄鏋犳繝鐢靛Х閺佸憡鎱ㄩ悜钘夋瀬闁告稑锕ラ崣蹇涙煟閹达絾顥夐柡瀣╃窔閺岀喖姊荤€靛壊妲紒鐐礃椤濡甸崟顖氬唨妞ゆ劦婢€缁爼姊虹紒妯虹瑨闁诲繑宀告俊鐢稿礋椤栨氨顔婇梺鐟扮摠缁诲秵绂掗懖鈺冪<闁绘劦鍓欓崝銈嗐亜椤撶姴鍘寸€殿喖顭烽幃銏ゆ偂鎼达綆妲堕柣鐔哥矊缁绘帡寮灏栨闁靛骏绱曢崢浠嬫⒑鐟欏嫬鍔ゆい鏇ㄥ幖鐓ら柟缁㈠枟閻撴瑦銇勯弮鍌滄憘婵炲牊绮撻弻鈩冩媴閻熸澘顫嶉梺璇″灡濡啴宕规ィ鍐╁殤妞ゆ帊鐒﹀▍锕€鈹戦悩鍨毄濠殿噮鍙冮獮蹇涘礃椤旇偐顦ㄥ銈呯箰閸熺増銇欓幎鑺モ拻濞撴埃鍋撻柍褜鍓氱粙鎾诲煘閹烘鐓曢柡鍌濇硶鑲栭梺鐟扮畭閸ㄥ綊鍩為幋鐘亾閿濆簼绨荤紒鎰☉椤啴濡堕崱妯碱槬闂佺懓鍟跨粔鐟扮暦椤愨懡鏃堝川椤旇瀚藉┑鐐舵彧缁蹭粙骞夐敍鍕闁跨喓濮甸悡娆撴煣韫囷絽浜濋悘蹇曟暬閺屽秷顧侀柛鎾磋壘椤繈濡搁敂鑺ョ彿濠德板€撻懗鍫曞煘瀹ュ應鏀介柣妯哄级閹兼劗绱掗悩鍨殌闂囧鏌ㄥ┑鍡欏闁逞屽厸缁瑦淇婇幖浣哥厸闁稿本绮屽鎶芥⒒娴e憡鎯堥柛鐔哄█瀹曟垿骞樼紒妯煎幈闁硅壈鎻槐鏇㈡晬瀹ュ洨纾奸弶鍫氭櫅娴犺鲸顨ラ悙鏉戠瑨閾绘牕霉閿濆懎绾ч悗姘矙濮婄粯鎷呴崨闈涚秺瀵敻顢楅崟顒€浠梺闈浥堥弲娑氱矆閸屾壕鍋撻崗澶婁壕闂佸憡娲﹂崜娑㈠储閻㈠憡鈷戦柟顖嗗嫮顩伴梺绋款儏閹冲酣鎮惧畡鎵殕闁逞屽墴閸┾偓妞ゆ帒鍠氬ḿ鎰箾閸欏鐭掔€殿噮鍋嗛幏鐘差啅椤斿吋顓垮┑鐐差嚟婵挳顢栭幇鏉挎瀬闁搞儺鍓氶悡鐔兼煙闁箑寮鹃柛鐔风箻閺屾盯鎮欓崹顐f瘓濠殿喖锕︾划顖炲箯閸涘瓨鍤嶉柕澹讲鍋撴繝鍥ㄢ拺闂傚牃鏅濈粔鍓佺磼閻樿櫕宕岄柣娑卞枦缁犳稑鈽夊▎鎰仧闂備浇娉曢崳锕傚箯閿燂拷...
对于电源噪声调制,式中的频率背离(Frequency Deviation)可由下式得到
闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鐐劤缂嶅﹪寮婚悢鍏尖拻閻庨潧澹婂Σ顔剧磼閻愵剙鍔ょ紓宥咃躬瀵鎮㈤崗灏栨嫽闁诲酣娼ф竟濠偽i鍓х<闁诡垎鍐f寖闂佺娅曢幑鍥灳閺冨牆绀冩い蹇庣娴滈箖鏌ㄥ┑鍡欏嚬缂併劌銈搁弻鐔兼儌閸濄儳袦闂佸搫鐭夌紞渚€銆佸鈧幃娆撳箹椤撶噥妫ч梻鍌欑窔濞佳兾涘▎鎴炴殰闁圭儤顨愮紞鏍ㄧ節闂堟侗鍎愰柡鍛叀閺屾稑鈽夐崡鐐差潻濡炪們鍎查懝楣冨煘閹寸偛绠犻梺绋匡攻椤ㄥ棝骞堥妸鈺傚€婚柦妯侯槺閿涙稑鈹戦悙鏉戠亶闁瑰磭鍋ゅ畷鍫曨敆娴i晲缂撶紓鍌欑椤戝懘鎮樺┑瀣€垫い鎾跺枍缁诲棝鏌曢崼婵堢闁告帊鍗抽弻娑㈡偆娴i晲绨界紓渚囧枦椤曆囧煡婢跺á鐔荤疀閹惧墎楔闂佽桨鐒﹂崝娆忕暦閵娾晩鏁婇悹渚厛閺€銊х磽閸屾艾鈧绮堟笟鈧、鏍礋椤栨稑娈戦梺鍛婃尫閻掞箓锝為弴銏$厵闁硅鍔﹂崵娆戠棯閹冩倯闁逛究鍔岄~婊堝幢濡も偓楠炲姊虹粙娆惧剱闁圭懓娲獮鍐ㄢ堪閸喎娈熼梺闈涱槶閸庮噣宕戦幘璇查敜婵°倓鑳堕崣鍡涙⒑閸濆嫭澶勬慨妯稿姂瀹曟繂顓兼径瀣幍闂佸憡鍔樼亸娆撴倿閸涘﹥鍙忓┑鐘插鐢盯鏌熷畡鐗堝殗鐎规洏鍔嶇换婵嬪磼濞戞瑧鏆梻鍌氬€峰ù鍥х暦閻㈢ǹ绐楅柛鈩冪☉绾惧潡鏌熼幆鐗堫棄缂佺姵鐓¢弻鏇$疀閺囩儐鈧本绻涚粭鍝勫闁哄苯绉烽¨渚€鏌涢幘瀵告噰妞ゃ垺宀搁弫鎰板幢濞嗘垹妲囨繝娈垮枟閿曗晠宕㈤崗鑲╊洸婵犲﹤鎳愮壕濂告煟閹伴潧澧い搴㈢矊椤啰鈧稒蓱閸婃劗鈧鍠楅悡锟犮€佸Δ鍛妞ゆ垼濮ょ€氬ジ姊绘担鍛婅础閺嬵亝绻涢幘顕呮缂侇喖顭烽獮妯尖偓闈涙憸椤旀洟鏌i悩鍙夊巶闁告侗鍘奸悡鍌炴⒑鏉炴壆顦﹂柣妤€锕ョ粚杈ㄧ節閸ヮ灛褔鏌涘☉鍗炴灈婵炲懌鍊濆铏圭矙濞嗘儳鍓梺鍛婃尰缁诲嫰骞戦姀鐘斀闁搞儮鏅濋惁鍫ユ⒑缁嬫寧婀扮紒瀣灥閳诲秹鏁愰崪浣瑰瘜闂侀潧鐗嗙换鎺楀礆娴煎瓨鐓忛柛顐ゅ枑閸婃劖顨ラ悙鎻掓殲缂佸倹甯為埀顒婄到閻忔岸寮查鈧埞鎴︽倷閺夋垹浠搁柦鍐憾閹綊宕堕埡浣锋濠殿喖锕ㄥ▍锝夊箯閻樿鐏抽柧蹇e亞娴滃爼姊绘担钘夊惞闁革綇闄勬穱濠囧炊椤掆偓缁犳煡鏌曡箛鏇炐涢柡鈧禒瀣€甸柨婵嗙凹缁ㄤ粙鏌涙繝鍕槐婵﹥妞藉Λ鍐归妶鍡欐创鐎规洘锕㈡俊鎼佸Ψ椤旇棄鏋犳繝鐢靛Х閺佸憡鎱ㄩ悜钘夋瀬闁告稑锕ラ崣蹇涙煟閹达絾顥夐柡瀣╃窔閺岀喖姊荤€靛壊妲紒鐐礃椤濡甸崟顖氬唨妞ゆ劦婢€缁爼姊虹紒妯虹瑨闁诲繑宀告俊鐢稿礋椤栨氨顔婇梺鐟扮摠缁诲秵绂掗懖鈺冪<闁绘劦鍓欓崝銈嗐亜椤撶姴鍘寸€殿喖顭烽幃銏ゆ偂鎼达綆妲堕柣鐔哥矊缁绘帡寮灏栨闁靛骏绱曢崢浠嬫⒑鐟欏嫬鍔ゆい鏇ㄥ幖鐓ら柟缁㈠枟閻撴瑦銇勯弮鍌滄憘婵炲牊绮撻弻鈩冩媴閻熸澘顫嶉梺璇″灡濡啴宕规ィ鍐╁殤妞ゆ帊鐒﹀▍锕€鈹戦悩鍨毄濠殿噮鍙冮獮蹇涘礃椤旇偐顦ㄥ銈呯箰閸熺増銇欓幎鑺モ拻濞撴埃鍋撻柍褜鍓氱粙鎾诲煘閹烘鐓曢柡鍌濇硶鑲栭梺鐟扮畭閸ㄥ綊鍩為幋鐘亾閿濆簼绨荤紒鎰☉椤啴濡堕崱妯碱槬闂佺懓鍟跨粔鐟扮暦椤愨懡鏃堝川椤旇瀚藉┑鐐舵彧缁蹭粙骞夐敍鍕闁跨喓濮甸悡娆撴煣韫囷絽浜濋悘蹇曟暬閺屽秷顧侀柛鎾磋壘椤繈濡搁敂鑺ョ彿濠德板€撻懗鍫曞煘瀹ュ應鏀介柣妯哄级閹兼劗绱掗悩鍨殌闂囧鏌ㄥ┑鍡欏闁逞屽厸缁瑦淇婇幖浣哥厸闁稿本绮屽鎶芥⒒娴e憡鎯堥柛鐔哄█瀹曟垿骞樼紒妯煎幈闁硅壈鎻槐鏇㈡晬瀹ュ洨纾奸弶鍫氭櫅娴犺鲸顨ラ悙鏉戠瑨閾绘牕霉閿濆懎绾ч悗姘矙濮婄粯鎷呴崨闈涚秺瀵敻顢楅崟顒€浠梺闈浥堥弲娑氱矆閸屾壕鍋撻崗澶婁壕闂佸憡娲﹂崜娑㈠储閻㈠憡鈷戦柟顖嗗嫮顩伴梺绋款儏閹冲酣鎮惧畡鎵殕闁逞屽墴閸┾偓妞ゆ帒鍠氬ḿ鎰箾閸欏鐭掔€殿噮鍋嗛幏鐘差啅椤斿吋顓垮┑鐐差嚟婵挳顢栭幇鏉挎瀬闁搞儺鍓氶悡鐔兼煙闁箑寮鹃柛鐔风箻閺屾盯鎮欓崹顐f瘓濠殿喖锕︾划顖炲箯閸涘瓨鍤嶉柕澹讲鍋撴繝鍥ㄢ拺闂傚牃鏅濈粔鍓佺磼閻樿櫕宕岄柣娑卞枦缁犳稑鈽夊▎鎰仧闂備浇娉曢崳锕傚箯閿燂拷...
式中,Kpush是VCO的电源推压指数,它表征的是VCO对电源噪声波动的灵敏度,单位用MHz/V来表示;A是电源噪声信号幅度。
对于采用LDO供电的射频频综来说,通常用LDO的指定频率偏移的频谱噪声密度Sldo(f)(Noise Spectrum Density)来表征电源噪声,由于它是一个RMS电压值,所以式(4)可以表示为
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式中,f是相应的频率偏移。
由不同频率成分噪声调制到载波输出引起的单边带噪声,由下式表示
闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鐐劤缂嶅﹪寮婚悢鍏尖拻閻庨潧澹婂Σ顔剧磼閻愵剙鍔ょ紓宥咃躬瀵鎮㈤崗灏栨嫽闁诲酣娼ф竟濠偽i鍓х<闁诡垎鍐f寖闂佺娅曢幑鍥灳閺冨牆绀冩い蹇庣娴滈箖鏌ㄥ┑鍡欏嚬缂併劌銈搁弻鐔兼儌閸濄儳袦闂佸搫鐭夌紞渚€銆佸鈧幃娆撳箹椤撶噥妫ч梻鍌欑窔濞佳兾涘▎鎴炴殰闁圭儤顨愮紞鏍ㄧ節闂堟侗鍎愰柡鍛叀閺屾稑鈽夐崡鐐差潻濡炪們鍎查懝楣冨煘閹寸偛绠犻梺绋匡攻椤ㄥ棝骞堥妸鈺傚€婚柦妯侯槺閿涙稑鈹戦悙鏉戠亶闁瑰磭鍋ゅ畷鍫曨敆娴i晲缂撶紓鍌欑椤戝懘鎮樺┑瀣€垫い鎾跺枍缁诲棝鏌曢崼婵堢闁告帊鍗抽弻娑㈡偆娴i晲绨界紓渚囧枦椤曆囧煡婢跺á鐔荤疀閹惧墎楔闂佽桨鐒﹂崝娆忕暦閵娾晩鏁婇悹渚厛閺€銊х磽閸屾艾鈧绮堟笟鈧、鏍礋椤栨稑娈戦梺鍛婃尫閻掞箓锝為弴銏$厵闁硅鍔﹂崵娆戠棯閹冩倯闁逛究鍔岄~婊堝幢濡も偓楠炲姊虹粙娆惧剱闁圭懓娲獮鍐ㄢ堪閸喎娈熼梺闈涱槶閸庮噣宕戦幘璇查敜婵°倓鑳堕崣鍡涙⒑閸濆嫭澶勬慨妯稿姂瀹曟繂顓兼径瀣幍闂佸憡鍔樼亸娆撴倿閸涘﹥鍙忓┑鐘插鐢盯鏌熷畡鐗堝殗鐎规洏鍔嶇换婵嬪磼濞戞瑧鏆梻鍌氬€峰ù鍥х暦閻㈢ǹ绐楅柛鈩冪☉绾惧潡鏌熼幆鐗堫棄缂佺姵鐓¢弻鏇$疀閺囩儐鈧本绻涚粭鍝勫闁哄苯绉烽¨渚€鏌涢幘瀵告噰妞ゃ垺宀搁弫鎰板幢濞嗘垹妲囨繝娈垮枟閿曗晠宕㈤崗鑲╊洸婵犲﹤鎳愮壕濂告煟閹伴潧澧い搴㈢矊椤啰鈧稒蓱閸婃劗鈧鍠楅悡锟犮€佸Δ鍛妞ゆ垼濮ょ€氬ジ姊绘担鍛婅础閺嬵亝绻涢幘顕呮缂侇喖顭烽獮妯尖偓闈涙憸椤旀洟鏌i悩鍙夊巶闁告侗鍘奸悡鍌炴⒑鏉炴壆顦﹂柣妤€锕ョ粚杈ㄧ節閸ヮ灛褔鏌涘☉鍗炴灈婵炲懌鍊濆铏圭矙濞嗘儳鍓梺鍛婃尰缁诲嫰骞戦姀鐘斀闁搞儮鏅濋惁鍫ユ⒑缁嬫寧婀扮紒瀣灥閳诲秹鏁愰崪浣瑰瘜闂侀潧鐗嗙换鎺楀礆娴煎瓨鐓忛柛顐ゅ枑閸婃劖顨ラ悙鎻掓殲缂佸倹甯為埀顒婄到閻忔岸寮查鈧埞鎴︽倷閺夋垹浠搁柦鍐憾閹綊宕堕埡浣锋濠殿喖锕ㄥ▍锝夊箯閻樿鐏抽柧蹇e亞娴滃爼姊绘担钘夊惞闁革綇闄勬穱濠囧炊椤掆偓缁犳煡鏌曡箛鏇炐涢柡鈧禒瀣€甸柨婵嗙凹缁ㄤ粙鏌涙繝鍕槐婵﹥妞藉Λ鍐归妶鍡欐创鐎规洘锕㈡俊鎼佸Ψ椤旇棄鏋犳繝鐢靛Х閺佸憡鎱ㄩ悜钘夋瀬闁告稑锕ラ崣蹇涙煟閹达絾顥夐柡瀣╃窔閺岀喖姊荤€靛壊妲紒鐐礃椤濡甸崟顖氬唨妞ゆ劦婢€缁爼姊虹紒妯虹瑨闁诲繑宀告俊鐢稿礋椤栨氨顔婇梺鐟扮摠缁诲秵绂掗懖鈺冪<闁绘劦鍓欓崝銈嗐亜椤撶姴鍘寸€殿喖顭烽幃銏ゆ偂鎼达綆妲堕柣鐔哥矊缁绘帡寮灏栨闁靛骏绱曢崢浠嬫⒑鐟欏嫬鍔ゆい鏇ㄥ幖鐓ら柟缁㈠枟閻撴瑦銇勯弮鍌滄憘婵炲牊绮撻弻鈩冩媴閻熸澘顫嶉梺璇″灡濡啴宕规ィ鍐╁殤妞ゆ帊鐒﹀▍锕€鈹戦悩鍨毄濠殿噮鍙冮獮蹇涘礃椤旇偐顦ㄥ銈呯箰閸熺増銇欓幎鑺モ拻濞撴埃鍋撻柍褜鍓氱粙鎾诲煘閹烘鐓曢柡鍌濇硶鑲栭梺鐟扮畭閸ㄥ綊鍩為幋鐘亾閿濆簼绨荤紒鎰☉椤啴濡堕崱妯碱槬闂佺懓鍟跨粔鐟扮暦椤愨懡鏃堝川椤旇瀚藉┑鐐舵彧缁蹭粙骞夐敍鍕闁跨喓濮甸悡娆撴煣韫囷絽浜濋悘蹇曟暬閺屽秷顧侀柛鎾磋壘椤繈濡搁敂鑺ョ彿濠德板€撻懗鍫曞煘瀹ュ應鏀介柣妯哄级閹兼劗绱掗悩鍨殌闂囧鏌ㄥ┑鍡欏闁逞屽厸缁瑦淇婇幖浣哥厸闁稿本绮屽鎶芥⒒娴e憡鎯堥柛鐔哄█瀹曟垿骞樼紒妯煎幈闁硅壈鎻槐鏇㈡晬瀹ュ洨纾奸弶鍫氭櫅娴犺鲸顨ラ悙鏉戠瑨閾绘牕霉閿濆懎绾ч悗姘矙濮婄粯鎷呴崨闈涚秺瀵敻顢楅崟顒€浠梺闈浥堥弲娑氱矆閸屾壕鍋撻崗澶婁壕闂佸憡娲﹂崜娑㈠储閻㈠憡鈷戦柟顖嗗嫮顩伴梺绋款儏閹冲酣鎮惧畡鎵殕闁逞屽墴閸┾偓妞ゆ帒鍠氬ḿ鎰箾閸欏鐭掔€殿噮鍋嗛幏鐘差啅椤斿吋顓垮┑鐐差嚟婵挳顢栭幇鏉挎瀬闁搞儺鍓氶悡鐔兼煙闁箑寮鹃柛鐔风箻閺屾盯鎮欓崹顐f瘓濠殿喖锕︾划顖炲箯閸涘瓨鍤嶉柕澹讲鍋撴繝鍥ㄢ拺闂傚牃鏅濈粔鍓佺磼閻樿櫕宕岄柣娑卞枦缁犳稑鈽夊▎鎰仧闂備浇娉曢崳锕傚箯閿燂拷...
由式(8)可见,对于给定的VCO,由于Kpush是一个确定的值,因此由LDO噪声引起的VCO输出相噪是由LDO的噪声频谱密度(Noise Spectrum Density)决定的。

3、采用不同LDO进行射频频综供电对比测试

3.1 TPS7A8101/TPS74401频综供电对比测试

TPS7A8101和TPS74401是TI推出的两款高性能LDO芯片。与TPS74401相比,由于具有更高的环路增益和带宽,TPS7A8101具有更高的电源噪声抑制比(PSRR);然而

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