隨著各種智能終端和物聯網設備的功能越來越智能化，各種終端和傳感器也越來越多，同時對微弱信號的探索也提出了更高的挑戰，所以對于產品中的電源紋波和噪聲要求也越來越嚴苛，ADI之前推出了LT1763低噪聲的LDO電源產品，這次測試的是噪聲性能更好的LT3045產品。其具備低至0.8uVrms和2nV/√HZ@10KHz的噪聲，在1MHz時還具備76dB的超高共模抑制比（PSRR）。同時其1.8-20V的超寬輸入電壓范圍和0.26V的低壓差，為各種智能產品和傳感器產品設計提供高質量的供電。

 

在實測之前，我們先得解決超低紋波測量的問題。一般示波器的底噪都在幾十uV以上，甚至幾mV，那么如何進行LT3045這種低至nV級的紋波和噪聲呢？

 

我們需要通過噪聲放大器將紋波噪聲信號放大10000倍，讓信號幅度滿足示波器的測量，再設置示波器衰減10000倍測得紋波噪聲值。在使用噪聲放大器測量之前，先需要對噪聲放大器的頻坦響應做一個測量，看看是否滿足測試要求。頻坦測試采用信號發生器注入信號，而信號放大器的最低輸出幅值一般也是10-20mV，放大10000倍后會使噪聲放大器進入飽和狀態，所以還得對信號放大器輸出的信號進行衰減后再測試。

 

先對這個自制的40倍的衰減器做一下掃頻。

直接采用示波器的PSRR測試功能，對其進行掃頻測試其衰減比例。實測衰減為32dB，計算40倍的衰減，20log(CH2/CH1)=20log*40=32dB。

從測試結果可以看出，在1MHz以內，衰減倍率還是非常穩定的。

 

接下來將衰減后的信號注入到噪聲放大器，對噪聲放大器的頻坦做測量。

 

此款噪聲放大器基于凌特AN124做了些部分改進，同時借鑒了樂老師的作品，將帶寬做了點擴展。

將AFG信號通過40倍衰減后，送入噪聲放大器的輸入端，同時連接到示波器的通道1，將噪聲放大器的輸出端連接到示波器的通道2，進行頻坦曲線測試。

從掃頻的曲線中可以看出，噪聲放大器的衰減增益為-80dB，則其放大倍數為10000倍，在10KHz范圍內，頻坦響應還不錯。

下面來進行一下實測：

左邊的LT1763低噪聲LDO和右邊的超低噪聲LT3045對比測試.

為了杜絕氣流和溫度的影響，測試都是將2塊板子放在紙箱中接線后密封測試的。

此時設定的輸出電壓為2.5V，采用一顆5歐姆的電阻作為負載，負載電流0.5A左右。

 

通過噪聲放大器放大10000倍后，再采用示波器衰減10000倍測得的紋波噪聲。

在10KHZ帶寬下，LT1763的紋波RMS值實測為8.318uV，LT3045的紋波RMS值實測為781.5nV。低于規格書標稱的0.8uV。

在1KHZ帶寬下，LT1763的紋波RMS值實測為8.916uV，LT3045的紋波RMS值實測為692.9nV。表現非常優異。

在100Hz下， LT1763的紋波RMS值實測為7.471uV，LT3045的紋波RMS值實測為652.6nV。

在10Hz下， LT1763的紋波RMS值實測為3.215uV，LT3045的紋波RMS值實測為379nV。噪聲幅度大幅度降低。雖然LT1763已經是低噪聲LDO產品了，但LT3045的紋波RMS值仍然比LT1763小了10倍左右。

當涉及對噪聲敏感的模擬/射頻應用（常見于測試和測量系統中，其機器或設備的測量精度需要比被測實體高幾個數量級）時，相對于開關穩壓器，LDO穩壓器通常是首選。低噪聲LDO穩壓器為各種模擬/射頻設計供電，包括頻率合成器(PLL/VCO)、射頻混頻器和調制器、高分辨率的高速數據轉換器以及精密傳感器。然而，這些應用的靈敏度已經達到了傳統低噪聲LDO穩壓器的測試極限。例如，在許多高端VCO中，電源噪聲直接影響VCO輸出相位噪聲（抖動）。此外，為了滿足整體系統效率的要求，LDO穩壓器通常用于對噪聲相對較高的開關轉換器的輸出進行后級調節，因此LDO的高頻電源紋波抑制(PSRR)性能變得至關重要。再者，與業界標準的開關穩壓器相比，LDO穩壓器的噪聲水平可降低兩到三個數量級，從mV (rms)范圍降至幾個uV (rms)范圍。

接下來在看看將輸出電壓設定提高到3.3V看看：

采用一顆4.7歐姆串了2個1歐姆的電阻作為負載，負載電流基本是滿載0.5A。

從結果中看：

LT1763隨著輸出電壓的升高，輸出紋波噪聲明顯會高了一些，但LT3045的紋波雖然也有波動，但基本不變。

由于LT3045是采用基于電流基準的架構，精密電流源基準后面接著高性能的單位增益緩沖器，可實現幾乎恒定的帶寬、噪聲PSRR和負載調整性能，不受輸出電壓影響。LT1763輸出噪聲會輸出電壓的變化而變化。LT3045由于是單位增益，輸出噪聲不會隨輸出電壓的變化而變化。

由于上面的測試是基于直流電源的供電，下面采用帶有紋波輸出的BUCK電源給LT3045供電，先對基于LT8068的BUCK電源DEMO進行紋波測試看看：

基于LT8068的BUCK輸出紋波p_pk值為10.92mV。

將LT3045連接到LT8068的輸出端，再進行紋波和噪聲測試：

從圖中可以看出，級聯到帶有紋波輸出的LT8068的輸出端，紋波噪聲與直流電源供電相比，基本沒變，仔細看稍微有點變小了，不排除是LT8068輸出到LT3045的線較短的影響。可見，LT3045對輸入端的紋波抑制能力非常強，得益于其超高的PSRR共模抑制比。

接下來再看看其超低點噪聲的表現：

實測其超低點噪聲低于其標稱的2nV/√HZ@10KHz，達到了驚人的1.892nV/√HZ@10KHz

LT1763根據規格書，在比輸出電壓略高1V的輸入電壓下，注入50mV的干擾信號，進行PSRR曲線測試：

從測試的結果來看，其最大共模抑制比出現在649.5Hz，達到了90.48dB。不過實測到30Hz以內的信號比較動蕩，可能是受限于注入放大器和示波器分辨率及底噪的限制。從10Hz-20MHz的共模抑制比曲線中，最低點為4.657MHz，只有1.04dB的共模抑制比。在1MHz左右時，其共模抑制比實測只有26.8dB左右。

由于LT3045的共模抑制比非常高，注入低幅度的干擾時輸出端基本不會有干擾信號，所以，接下來再采用信號注入放大器給LT3045的輸入端注入在12V輸入的條件注入極限的正負8V的干擾信號，看看其共模抑制比的表現：

從測試的結果來看，其最大共模抑制比出現在31.67Hz，達到了144.1dB。從10Hz-20MHz的共模抑制比曲線中，最低點為2.577MHz，但也有59.46dB的共模抑制比。另外，在1MHz左右時，其共模抑制比實測達到了70.89dB，接近標稱的76dB，可謂表現優異。

相比之下，LT3045在1MHz時的共模抑制能力比LT1763高了整整50 dB。

對于LT3045如此優異的超低噪聲表現，為智能終端和傳感器領域提高了高質量的供電系統，促進人類發展探索更微弱信號的檢測和發展。