问：能否进一步下降超低噪声 μModule 稳压器的输出开关噪声？

答：运用二阶输出。滤波器。可将超低噪声µModule稳压器的输出噪声下降90%以上。挑选。电容。和电感元件时有必要慎重，以保证操控回路能够快速且安稳地运作。这种规划关于无线和。射频。运用特别有利，因为快速瞬态呼应可有用缩短体系消隐时刻并提高。 信号。处理功率。此办法的噪声水平与。LDO。适当，功率堪比。开关稳压器。。

噪声灵敏器材的功耗不断提高。医疗超声成像体系、。5G。收发器。和自动测试设备(ATE)等运用需求在面积较小的。PCB。上完成高输出。电流。(>5 A)、低噪声水平缓高带宽。因为对输出电流的需求较高，曾经运用的传统双级（降压+低压差(LDO)稳压器）处理计划需求的PCB面积较大，导致功耗较高，因而不太受欢迎。

LTM4702超低噪声µModule稳压器选用。ADI。专有的Silent Switcher技 术，兼具超快瞬态呼应和超低噪声特性。得益于此，该器材的功率可与同步开关稳压器相媲美，是大电流和噪声灵敏型运用的抱负挑选。在许多运用中，该处理计划能够省去LDO电路，然后节约约60%的LDO本钱、至少4 W的LDO功耗以及2 cm²以上的LDO PCB空间（包含空隙）。

众所周知，关于某些要求开关频率纹波十分小的运用，二阶LC滤波器能够下降输出电压的开关频率谐波。但是，若是既要尽量减小开关纹波，又要坚持操控环路安稳和其高带宽，仅依托这种办法是不可行的，未经优化的LC滤波器会使操控环路变得 不安稳，导致输出振动。本文先剖析了二阶LC滤波器的简化环路，然后提出了用于辅导电容分配和电感核算的直观规划办法，最终经过LTM4702规划示例验证了所提出的规划办法。

二阶LC输出滤波器规划的环路剖析。

在电流形式降压稳压器中，输出阻抗是操控方针。图1为二阶LC 的电路及其典型波特图。为了在有负载时仍能精确调理直流电 压，需求检测VOUT远端节点B。

图1. 电流形式降压稳压器以及二阶LC及其典型波特图。

从 VOUT到 iLO的转化函数为：

从转化函数（公式1）可知，二阶LC滤波器会引进频率为谐振频率的双极点。

从图1中的典型波特图能够看出，在谐振频率处存在峻峭的90°相位推迟。为保证安稳性，谐振频率应比操控环路带宽高4到5倍，这是为了防止或许导致不安稳的90°相位推迟。此外，为使开关频率纹波衰减到满足低的水平，此谐振频率应设置为开关频率的1/5到1/4，以便LC滤波器能够供给满足的滤波作用。开关频率下的衰减增益和操控环路带宽之间存在此消彼长的联系。但这种办法有助于挑选谐振频率，并承认适宜的LC值。

为了坚持相似的负载瞬态功能，增加LC滤波器前后的输出阻抗应该坚持一致。换句话说，不管有没有LC滤波器，输出电容都应该大致相同。依据以往的经历，图1中C2的电容值能够与未运用LC时相似，而C1能够运用小得多的电容，以便C1能够主导谐振频率方位。因为C1远小于C2，公式2能够简化为公式3：

主张C1至少为C2值的十分之一。选定C1之后，就能够运用公式3中的谐振频率核算出Lf值。经过查看实践元件的可用性，能够承认适宜的C1和Lf值。

元件挑选注意事项。

在有用二阶LC滤波器规划中，电容和电感元件的挑选至关重要。二阶LC滤波器需求在开关频率下供给满足大的衰减。超低噪声µModule稳压器的开关频率较高，约为1 MHz至3 MHz，因而二阶LC中的电感和电容需具有杰出的高频特性。C2的挑选要求与没有LC的规划相似，因而这儿不作评论。C1和Lf的挑选规范如下。

C1电容的挑选规范。

C1的自谐振频率有必要高于开关频率。开关频率下C1的阻抗是二阶LC规划的要害。主张运用陶瓷电容，其自谐振频率可参阅其阻抗与频率的联系曲线来承认。一般，典型的0603或0805尺度陶瓷电容是抱负挑选，其自谐振频率有必要在3 MHz以上。

为了接受所需电流，RMS。电流额定值应满足高。假定一切沟通纹波都经过C1，那么陶瓷电容应能处理较大的RMS纹波电流。可参阅陶瓷电容的温升与电流的联系曲线来承认其电流才能。依据经历来看，关于0603尺度的。电容器。，约4 A rms是个不错的挑选。

Lf电感的挑选规范。

关于8A以下的输出电流，主张运用铁氧体磁珠，因为它具有杰出的高频特性且尺度紧凑。铁氧体磁珠也有助于按捺极高频率的尖峰1。关于8 A以上的输出电流，或许需求较大电感，或许很难找到适宜的铁氧体磁珠，因而主张运用传统的屏蔽电感。

挑选RMS电流额定值满足大的铁氧体磁珠/电感，例如，关于8 A以下的输出电流，挑选RMS电流额定值为8 A的电感。主张所选器材的电感值小于µModule器材电感值的10%。

超低噪声µModule规划示例。

图2为LTM4702的规划示例。该计划兼具超低电磁搅扰(EMI)辐射和 超低有用值噪声特性，开关频率可在300 kHz至3 MHz范围内调理。在规划示例中，开关频率设置为2 MHz，以优化12 VIN至1 VOUT运用的噪声功能。依据所提出的LC滤波器规划办法，二阶LC的谐振频 率设置为400 kHz至500 kHz，是开关频率的1/5至1/4。

图2. LTM4702示例电路和电路板相片。

方针操控环路带宽为100 kHz，LC谐振频率是其4到5倍；C1运用两个 0603 4.7 µF电容；铁氧体磁珠BLE18PS080SH1用作Lf，其尺度为0603， 如图2所示；C2仍运用两个1206 100 µF陶瓷电容；谐振频率为424 kHz。

噪声丈量比照如图3所示。在2 MHz开关频率下，无LC的输出开关纹波为234 µV，增加0603铁氧体磁珠后大幅下降至15 µV。

图3. 无LC的开关噪声(234 µV)与有LC的开关噪声(15 µV)。

为尽或许下降噪声而增加的二阶LC滤波器，能够将操控环路带宽坚持在100 kHz，并坚持快速瞬态呼应，恢复时刻小于10 µs。这些成果能够经过比照有无LC滤波器的试验评价来承认。因为恢复时刻在10 µs内，消隐时刻能够忽略不计，这关于无线和射频运用是十分不错的体现。AD。I公司的LTM4702协助体系规划开发者处理了负载瞬态消隐时刻应战，防止了信号处理功率低下的问题。

图4的负载瞬态波形验证了增加二阶LC滤波器后，规划具有快速瞬态呼应，而且恢复时刻在10 µs内，与没有此滤波器的规划示例比较也毫不逊色。

图4. 负载瞬态成果：无LC与有LC（恢复时刻在10 µs内）。

定论。

如安在支撑大电流运用的一起尽量削减噪声，并保证高功率和安稳性，是一项扎手难题。增加二阶LC滤波器能够明显下降噪声，但假如优化不妥，或许会导致电路不安稳。为了在不影响安稳性的前提下尽或许地下降噪声，应运用优化的二阶LC滤波 器。根据开关频率、操控环路带宽和谐振频率精心挑选所需的电感和电容元件，能够有用下降开关噪声，一起坚持快速瞬态呼应和高带宽特性。

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