LDO噪声详解

图 12 中，不管输出电压是多少，CFF = 10 µF 和 CNR = 1 µF 均带来最低噪声值12.5 µVRMS，也即最小 GRC 值(换句话说，RC滤波器的最大效果)为 0.1。12.5 µVRMS 值为 TI 器件 TPS74401 的底限噪声。

图 12 噪声优化以后 RMS 噪声与前馈电容的关系

当我们把一个新LDO器件用于噪声敏感型应用时，利用大容量CFF和CNR电容确定这种器件的独有本底噪声是一种好方法。图12表明RMS噪声曲线汇聚于本底噪声值。

其他技术考虑因素

降噪电容器的慢启动效应

除降噪以外，RC滤波器还会起到一个RC延迟电路的作用。因此，较大的CNR值会引起稳压器参考电压的较大延迟。

前馈电容器的慢启动效应

CFF利用一种机制绕过R1反馈电阻AC信号，而凭借这种机制，其在激活事件发生后VOUT不断上升时，也绕过输出电压反馈信息。直到CFF完全充电，误差放大器才利用更大的负反馈信号，从而导致慢启动。

为什么高VOUT值会导致更小的RMS噪声

在图8和图10中，相比VOUT=0.8V的情况，VOUT=3.3V曲线的噪声更小。我们知道，更高的电压设置会增加参考噪声，因此这看起来很奇怪。对于这种现象的解释是，由于CFF连接至OUT节点，因此除绕过电阻器R1的噪声信号以外，CFF还有增加输出电容值的效果。图12表明，由于参考噪声被最小化，我们便可以观测到这种现象。

RMS噪声值

由于TPS74401的本底噪声为12.5 µVRMS，它是市场上噪声最低的LDO之一。在设计一个超低噪声稳压器过程中，12.5 µVRMS绝对值是一个较好的参考值。

结论

本文深入探讨了LDO器件的基本噪声以及如何将其降至最小，具体包括：

l 每种电路模块对输出噪声的影响程度

l 参考电压如何成为主要的噪声源(经误差放大器放大)

l 如何抵销经过放大的参考噪声

l NR功能的工作原理

谨慎选择降噪电容器 (CNR) 和前馈电容器 (CFF)，可以将 LDO 输出噪声最小化至器件独有的本底噪声水平。利用这种噪声最小化配置，LDO 器件便可保持本底噪声值，让其同非优化配置中常常影响噪声水平的一些参数无关。

给电路添加 CNR 和 CFF 时存在慢启动副作用，因此我们必须认真选择这些电容器，以实现快速升压。

本文所述方法已经用于优化 TI 的 TPS7A8101 LDO 的噪声。在 TPS7A8101 产品说明书第 10 页，不管参数如何变化，器件都拥有恒定的噪声值。