LDO环路稳定性及其对射频频综相噪的影响

，由于具有更好的系统稳定性，TPS74401拥有更低的噪声频谱密度（NSD），如下图8所示。

下面我们分别采用TPS7A78101和TPS74401评估板对TRF3765评估板进行供电，比较两者的输出相噪。测试设置如下图9所示，LDO的输入5V电源由Agilent E3634提供，通过LDO评估板后转变成3.3V给TRF3765供电。TRF3765采用评估板上自带的61.44MHZ晶振作为参考输入，输出频率为2.28GHz.TRF3765的射频输出连到R FSQ8相噪分析仪上测试相应的相噪曲线。

两者对比测试结果如下图10所示，

由上图看见，采用TPS7A8101供电，TRF3765在整个积分区间内（1KHz~10MHz）的RMS抖动为0.62ps；而TPS74401的RMS抖动仅为0.44ps.

3.2 TPS7A8101输出电路优化及其对频综相噪的影响

TPS7A8101评估板初始原理图如图11所示，由上节的测试结果可知，采用该电路给TRF3765供电，RMS抖动为0.62ps.

第一章中我们已经讨论了LDO加一个前馈电容可以有效的提高电源的环路稳定性，从而降低LDO的输出噪声频谱密度。基于此，我们在TPS7A8101输出加一个0.47 ？F的前馈电容，修改后的原理图如下图12所示。

针对修改前后的设计，我们对比测试了相应的TRF3765相噪曲线，如图13所示，由图可见，增加0.47 ？F输出电容后，1KHz到10MHz的RMS抖动由0.62ps提高到0.49ps.

4 结论
综合以上两组测试的测试结果，可以得到下表

由表1可以看到，由于TPS74401的噪声频谱密度最小，在给频综供电的时候可以取得最好的相噪性能；TPS7A8101噪声频谱密度相对较大，在给频综供电的时候取得的相噪性能相对较差；但是通过优化TPS7A8101的输出电路设计，频综的相位噪声得到了明显的改善。

实测结果很好的验证了前文的理论分析，即：LDO的噪声频谱密度参数（NSD）决定了由电源噪声引起的VCO相噪恶化；通过提高LDO的环路稳定性可以达到降低噪声频谱密度的目的，从而改善频综的输出相噪。

5、参考文献

[1] LDO Noise Examined In Detail （SLAA412）
[2] LDO Noise Demystified （SLYT489）
[3] Externally Inducted VCO Phase Noise，DENNIS COLIN，Mica Microwave
[4] TPS74401 Datasheet （SBVS066M）
[5] TPS7A8101 Datasheet （SBVS179A）