Que ruído tem um regulador de comutação?

Oct 14, 2022

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1. Mudando o ruído de ondulação

A ondulação é sempre o ruído dominante em um regulador de comutação porque a amplitude da tensão pico a pico é tipicamente de alguns mV a dezenas de mV, dependendo da topologia do regulador de comutação e da operação básica. Deve ser visto como um sinal periódico e previsível. Se estiver operando em uma frequência de comutação fixa, ela pode ser facilmente identificada e medida por um osciloscópio no domínio do tempo ou pela decomposição de Fourier no domínio da frequência.

2. Ruído de banda larga

Ruído de banda larga em reguladores de comutação é ruído de amplitude aleatória na tensão de saída. Pode ser expresso em termos de densidade de ruído em toda a faixa de frequência, em V/√Hz ou em V rms, que é inseparável da densidade em toda a faixa de frequência. Devido às limitações do processo de silício e do projeto do filtro de referência, o ruído de banda larga está localizado principalmente na faixa de frequência de 10 Hz a 1 MHz do regulador de comutação e é difícil reduzi-lo adicionando filtros na faixa de baixa frequência.

A voltagem típica de pico a pico do ruído de banda larga do regulador buck é de cerca de 100μV a 1000μV, o que é muito menor do que o ruído de ondulação de comutação. Se filtros adicionais forem usados ​​para reduzir o ruído de ondulação de comutação, o ruído de banda larga pode se tornar o ruído dominante na tensão de saída do regulador de comutação.

3. Picos de alta frequência e toque

O terceiro tipo de ruído são picos de alta frequência e ruído de toque porque a tensão de saída é gerada pelos transientes de ativação ou desativação do regulador de comutação. Considere indutância e capacitância parasitas em circuitos de silício e traços de PCB; para reguladores buck, transientes de corrente rápidos causarão picos de tensão de alta frequência e zumbido no nó SW. Pico e ruído de toque aumentam com a carga atual. A Figura 8 mostra como um regulador buck forma um pico. Dependendo da taxa de variação liga/desliga do regulador de comutação, as frequências de pico e toque mais altas estarão na faixa de 20 MHz a 300 MHz, e o filtro LC de saída pode não ser muito eficaz na rejeição devido à indutância e capacitância parasitas. Em comparação com toda a discussão acima sobre caminhos de condução, o pior é o ruído irradiado dos nós SW e VIN, a tensão de saída e outros circuitos analógicos sofrem devido à sua frequência muito alta.


1. DC Regulated power supply

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