大家好，我是電源網(wǎng)深圳實驗室負責人黃亭(Javike)，拿到ADI一款新超低噪聲LDO，計劃實測一下。文末有個此測評的臨時微信群，對我的測評有意見建議、索取資料或樣品的可以進群，或給我評論留言。
隨著人工智能和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，各種終端、傳感器層出不窮。這樣的趨勢對微弱信號的探索提出了更高的挑戰(zhàn)，同時對于產(chǎn)品中電源紋波和噪聲要求也越來越嚴苛。ADI之前推出過LT1763低噪聲的LDO電源產(chǎn)品，而這次測試的是噪聲性能更好的LT3045。LT3045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(chǎn)品和傳感器產(chǎn)品設計提供了高質(zhì)。此文我們將實際測量一下，看他真正性能如何？
一、細胞有了，顯微鏡在哪？自己做！
在實測之前，我們首先需要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，看看是否滿足測試的要求。頻坦測試采用信號發(fā)生器注入信號，而信號放大器的最低輸出幅值一般是10-20Mv，放大10000倍后會使噪聲放大器進入飽和狀態(tài)，所以還需要對信號放大器輸出的信號進行衰減后再測試。
圖示1
首先，對這個自制的40倍衰減器（見圖示1）做掃頻測試，見圖示2。
圖示2
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，可得20log(CH2/CH1)=20log*40=32dB。
從測試結(jié)果可以看出，在1MHz以內(nèi)，衰減倍率是非常穩(wěn)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（見圖示3）。
圖示3
此款噪聲放大器基于凌特AN124做了部分改進，同時借鑒了樂老師的作品，將帶寬做了點擴展（見圖示4）。
圖示4
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（見圖示5）。
圖示5
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(shù)為10000倍，在10KHz范圍內(nèi)，頻坦響應還不錯。
二、工具有了，開測！采用直流電源供電對比LT1763和LT3045
下面來進行一下實測：
圖示6
左邊的LT1763低噪聲LDO和右邊的超低噪聲LT3045對比測試（見圖示6）。
圖示7
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后進行的（見圖示7）。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。
圖示8
圖示9
在10KHZ帶寬下，LT1763的紋波RMS值實測為8.318uV（見圖示8），LT3045的紋波RMS值實測為781.5nV（見圖示9）。低于規(guī)格書標稱的0.8uV。
圖示10
圖示11
在1KHZ帶寬下，LT1763的紋波RMS值實測為8.916uV（見圖示10），LT3045的紋波RMS值實測為692.9nV（見圖示11），表現(xiàn)非常優(yōu)異。
圖示12
圖示13
在100Hz下， LT1763的紋波RMS值實測為7.471uV（見圖示12），LT3045的紋波RMS值實測為652.6nV（見圖示13）。
圖示14
圖示15
在10Hz下， LT1763的紋波RMS值實測為3.215uV（見圖示14），LT3045的紋波RMS值實測為379nV（見圖示15）。噪聲幅度大幅度降低。雖然LT1763已經(jīng)是低噪聲LDO產(chǎn)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(tǒng)中，其機器或設備的測量精度需要比被測實體高幾個數(shù)量級）時，相較于開關(guān)穩(wěn)壓器，LDO穩(wěn)壓器通常是首選。低噪聲LDO穩(wěn)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(diào)制器、高分辨率的高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器以及精密傳感器。然而，這些應用的靈敏度已經(jīng)達到了傳統(tǒng)低噪聲LDO穩(wěn)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(tǒng)效率的要求，LDO穩(wěn)壓器通常用于對噪聲相對較高的開關(guān)轉(zhuǎn)換器的輸出進行后級調(diào)節(jié)，因此LDO的高頻電源紋波抑制(PSRR)性能變得至關(guān)重要。再者，與業(yè)界標準的開關(guān)穩(wěn)壓器相比，LDO穩(wěn)壓器的噪聲水平可降低兩到三個數(shù)量級，從mV (rms)范圍降至幾個uV (rms)范圍。
接下來再看看將輸出電壓設定提高到3.3V的情況：
圖示16
采用一顆4.7歐姆串了2個1歐姆的電阻作為負載（見圖示16），負載電流基本是滿載0.5A。
圖示17
圖示18
從圖中波紋的變化來看，隨著輸出電壓的升高，LT1763的輸出紋波噪聲明顯變高了一些（見圖示17），而LT3045的紋波雖然也有波動（見圖示18），但基本不變。
圖示19
由于LT3045是采用基于電流基準的架構(gòu)，精密電流源基準后面連接？？高性能的單位增益緩沖器，可實現(xiàn)幾乎恒定的帶寬、噪聲PSRR和負載調(diào)整性能，不受輸出電壓影響。LT1763輸出噪聲會隨著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（見圖示19）。
從測試結(jié)果我們可以看出，LT1763輸出噪聲會隨著輸出電壓的變化而變化。而LT3045由于是單位增益，采用基于電流基準的架構(gòu)，精密電流源基準后面連接高性能的單位增益緩沖器，可實現(xiàn)幾乎恒定的帶寬、噪聲PSRR和負載調(diào)整性能，不受輸出電壓影響，所以輸出噪聲不會隨輸出電壓的變化而變化。
三、繼續(xù)測：采用BUCK電源供電對比LT1763和LT3045
上面的測試是基于直流電源的供電，那么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（見圖示20）：
圖示20
基于LT8068的BUCK輸出紋波p_pk值為10.92mV（見圖示21）。
圖示21
將LT3045連接到LT8068的輸出端，再進行紋波和噪聲測試（見圖示22）：
圖示22
圖示23
從圖示23中可以看出，將LT3045級聯(lián)到帶有紋波輸出的LT8068的輸出端，紋波噪聲基本沒變，仔細觀察可發(fā)現(xiàn)輕微變小，這種情況不排除是LT8068輸出到LT3045的線較短的影響。由此可見，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(xiàn)（見圖示24）：
圖示24
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根據(jù)LT1763規(guī)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：
圖示25
從測試的結(jié)果來看（見圖示25），其最大共模抑制比出現(xiàn)在649.5Hz，達到了90.48dB。不過，在實測到30Hz以內(nèi)的信號較為動蕩，這種情況的出現(xiàn)可能是由于注入放大器、示波器分辨率以及底噪的限制。從10Hz-20MHz的共模抑制比曲線中可以看出，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，接下來在采用信號注入放大器給LT3045的輸入端注入在12V輸入的條件下，注入極限的正負8V的干擾信號，看看其共模抑制比的表現(xiàn)：
圖示26
從測試的結(jié)果來看（見圖示26），其最大共模抑制比出現(xiàn)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(xiàn)優(yōu)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(yōu)異的超低噪聲表現(xiàn)，為智能終端和傳感器領域提供了高質(zhì)量的供電系統(tǒng)，促進了人類針對更微弱信號的探索和發(fā)展。
四、需要更多的資料？ 只要你要，我就奉送
好了，測評內(nèi)容到此結(jié)束了。對此測評感興趣的，可以告訴我們您的郵箱地址，第一時間就會把精華資料送到您的手中。