*本系列文章首发并连载于。Qorvo。Power。

Qorvo首席体系。工程师。/高档办理培训师Ma。sas。hi Nogawa将通过《从。射频。信号。完整性到。电源。完整性》这一系列文章，与您评论射频（。RF。）电源的相关。论题。，以及电源轨或许对噪声灵敏的RF和信号链运用构成的应战。本文将评论。VR。M作为特别。功率扩大器。的。作业原理。及其与RF/信号链范畴中的共通点。

在射频（RF）和信号链范畴的许多工程师将电压调理模块（VRM）体系视为“电源”；而与他们的信号链。电子。元件天壤之别。那么，就让咱们在RF/信号链工程师和。电源技能。工程师之间找到一些共通点。

当咱们调查VRM的结构时，从简略的线性调理器或。LDO。（低压差。线性稳压器。）到杂乱的S。MPS。（开关形式电源=。开关稳压器。），能够发现其要害调理元件是负反应回路中的差错。扩大器。（EA）（如图1所示）。将咱们的注意力聚集于这个EA，能够追溯其正输入。端口。至。电压基准。“VREF”，并看到其负输入端口通过必要的分压。电阻。网络。连接到输出电压。反应信号的细小改变会通过功率级对输出进行校对，因而从这个以EA为。中心。的视角来看，VRM仅仅一种特别类型的功率扩大器。

图1，N-MOS LDO结构。

VRM有何特别之处？

在RF或信号链中，简直一切的功率扩大器（PA）都被希望将信号扩大到更高的电压/。电流。/功率水平，一起坚持信号的波形（如图2所示）。而VRM作为一种特别的功率扩大器，其规划方针是将其参阅电压“VREF”扩大至稳定的输出电压水平。假如这个输出电压在改变条件下仍然“安如磐石”，VRM即被判定为“杰出”。换句话说，VRM仅仅发生稳定的直流偏置点——这是RF和信号链工程师常常运用的一个术语；其指代电源轨，无论是低压仍是。高压。。假如VRM的电压基准被一个信号调制，那么输出端就会呈现更高等级的。模仿。量信号。当然，在运用VRM时，要特别注意防止基准上呈现任何杂散信号，以保证输出电压稳定，并通过到EA的反应信号来纠正呈现的任何差错。

图2，与VRM类似的RF PA功率扩大器。

这种视角通过将VRM类比为处理“信号”的扩大器，使咱们对其有了更好的了解。作为一种特别的功率扩大器，RF或信号链工程师所重视的一切问题也都相同适用于VRM。“VRM便是功率扩大器”这一说法让咱们得出了一个直接而简略定论：假如您的“VREF”移动到不同的直流电平或有沟通叠加，它就被视为需求扩大的“信号”。

VRM仅仅按规划增益扩大其“VREF”电压。例如，许多输入为5V或12V的降压（buck）稳压器运用0.8V的基准电压发生3.3V的输出，因而具有“x4.125”（= 3.3V / 0.8V）的增益。因为咱们的VRM可视为“x4.125”增益的扩大器，那么假如0.8V“VREF”呈现0.5%的差错会发生什么情况？0.8V“VREF”的0.5%差错意味着咱们有4mV的差错被扩大“x4.125”倍，然后导致3.3V输出中存在16.5mV的差错，即方针输出电压的0.5%差错。

当“VREF”在频率域中改变时，审视其所构成的影响会变得十分风趣。

在本系列文章中，咱们将任何示例电路在1Hz或10Hz的呼应视为直流行为，不再另行通知。

低频怎么被视为直流？

现在，电源办理。IC。中运用的硅技能已足够快，能够将低于100Hz的任何信号视为“直流行为”，除非需求针对如此低的频率进行专门处理。这意味着任何由一对电阻和。电容。元件构成的时间常数值都不会超越10毫秒。

假如咱们VRM的“VREF”叠加了高频白噪声，例如频率高达10MHz，那么它就会测验扩大这个白噪声作为其输入信号（“VREF”作为“信号”进入EA的正“+”输入端）。请注意，咱们在评论一种假定的VRM运用方法，在实践运用中并不可取。

那么，VRM是否会输出高达10MHz的白噪声呢？答案是“不会”。

在此，咱们需求考虑VRM体系的负反应操控环路带宽（BW）。当VRM中构成负反应环路，咱们只要有限的平整增益带宽；而超越该频率点后，增益会遵从其增益带宽乘积特性而下降。作为一个PA，咱们的VRM能够依据这个增益曲线扩大“VREF白噪声”。因而，以下结论适用于本系列文章的全部内容：“在其反应操控带宽之外，VRM能够为您带来的效能也益发弱小”。

VRM的增益带宽乘积特性。

此。仿真。示例展现了VRM作为PA的增益带宽（图3）；相关。参数。和数据源自图4所示的仿真电路图。

*此仿真文件可从GitHub上的Qorvo代码库。下载。。

图3，典型的LDO增益带宽图。

图4，用于生成图3的仿真模型原理图。

这款P-FET LDO模型比较了其“开环增益”和“闭环增益”。该LDO规划为具有5V输出和内部0.5V基准电压（VREF）；因而从VREF电压的视点来看，它成为一个“x10”的扩大器。当咱们将其视为VREF的“x10”扩大器时，AC。模仿源“Vac”与VREF串联。虽然咱们将其标记为“Vac”，但也能够将之视为添加到VREF上的噪声源；这与本文上一节的内容共同。

“电感电容对”（“Lopen”、“Copen”）用于敞开/封闭环路。当x=0时，环路处于“封闭”状况，Rfb与Rg并联后的反应信号不经滤波，直接发送到差错扩大器“A1”。当x=1时，环路处于“敞开”状况，反应信号会先通过一个高效的低通。滤波器。；差错扩大器“A1”只设定直流偏置点。

在频域中，一旦任何信号、噪声，或任何动态信号超出了全增益带宽，相位呼应下降，VRM的呼应就会越来越弱……终究无法作为PA而发挥任何效果。

许多工程师希望他们的VRM在环路带宽之外能有更好的体现。例如，许多IC供给商会展现他们LDO器材在很高频率下的PSRR特性。关于一款十分优异的LDO器材，其环路带宽可达1MHz或略高，而一旦超越这个频率点，LDO便不再发生呼应。在PSRR曲线上，超出带宽的部分实践上反映了输出电容的功能；而即便咱们封闭LDO，在这个单位增益频率点之后仍然会得到相同的PSRR曲线。

这一评论的另一面是，您的VRM的确会扩大这种“白噪声VREF”到其带宽极限；这一现象被称为“VRM自产”噪声。这个故事听起来与RF或信号链运用中关于“低噪声扩大器（LNA）”的评论较为类似，实则有所区别。如前所述，这种带噪声的“VREF”是电压调理扩大器输出的有用输入，VRM被逼依照其增益去扩大VREF电压。相比之下，LNA的噪声被界说为通过短接其正负输入端而添加到输出端的非强制性噪声。当您的VRM输出高电压轨时，这种差异会被极大扩大。以1.2V基准电压块为根底的24V输出VRM相当于一个x20的增益扩大器，或许说是x20增益的“VREF噪声扩大器”。在这种情况下，咱们能够得出一个简略的经历规律：假如或许的话，应运用尽或许高的基准电压来防止“VREF噪声扩大效应”。

以Qorvo的ACT40850为例，其有用降低了作为功率扩大器的VRM增益；该。产品。在规划上采用了4V基准电压，并通过杰出的噪声过滤，以完成20至55V的输出（图5）。

图5，Qorvo ACT40850 VRM输出噪声。

内容来源：https://congtytkp.com.vn/app-1/lịch el clasico,https://chatbotjud-hml.saude.mg.gov.br/app-1/só-matemática-quina

(责任编辑：最新热点)