如何通过优化电源开关的低噪声与低纹波设计技术双管齐下增强电源和信号的完整性
引言：在为医疗应用、测试和测量以及无线基础设施设计电源时，工程师面临的一个挑战是如何提高系统的准确性和精度，同时降低噪声。为了澄清“噪声”一词的含义，本文专注于讨论电路中由电阻器和晶体管产生的低频热噪声。在设计时，我们通常会将10 Hz至100kHz频段内的噪声视为集成输出噪声，这种噪声会影响模数转换器性能并引起时钟抖动。
过去，人们采用直流/直流转换器或模块、低压降稳压器（如TPS7A94、TPS7A82等）以及铁氧体磁珠滤波器来减少电源噪声，如图1所示。这一方法在负载较小时表现良好，但随着负载增加，LDO中的功率损耗问题变得显著，如后置稳压LDO可能导致额外1.5W功耗。
解决方案：一种有效的方法是使用低噪音DC/DC降压转换器或模块来替代传统LDO。这些新型设备通过集成带隙基准上的低通滤波器，并与可调节软启动功能相结合，可以提供类似于LDO带隙滤波效应，同时减少了功率损耗。
对于进一步提升输出电压稳定性的需求，需要考虑到开关频率、电感值、输出容量及串联等效阻抗。此外，在精密系统中，可使用π型滤波网络配合铁氧体磁珠，以进一步减少负载纹波。例如，TPS62912系列等具有高效铁氧体补偿特性的产品，可以有效消除高频分量并降低纹波30dB以上。
结论：通过选择合适的低噪音架构，可以实现不依赖于传统LDO的情况下提供高质量信号完整性的解决方案。对于不同的应用环境，其对系统性能要求也各异，因此在实际设计中应根据具体情况选用最适合的一套技术手段以满足最佳效果。如果您正在寻找简化设计过程同时保持最高标准信号完整性的途径，请考虑采用最新款式的超级薄型、高效能且具备先进过滤能力之微处理机芯片。
