为精密模拟电路设计超低噪声

高PSRR、超低噪声稳压器SGM2033即可帮助设计
者解决问题
 电子产品日新月异，让人眼花缭乱，难以分辨。

站在用户角度，评判产品好坏的重要参考标准通常建立在影像和音源上，因为这两者是用户第一感官所能接触到的，因此，如果要让用户能够得到很好的体验，就需要这两者的参数达到比较高的标准。

以摄影为例，谁也不希望播放出失真的声音和低劣的画质。

 作为工程师，我们应该知道HiFi音源采样的Codec A/D和影像的RGB Sensor的A/D等器件，其精度够不够，基准源稳不稳，是与电源直接相关的。

但是，用户并不会关心电源的解决方案，他们只是根据表现的特质，去评判一个产品好与不好。

因此，想要设计出一款让用户满意的HiFi、摄像应用产品，设计者需要选对电源。

 圣邦微的高PSRR、超低噪声稳压器SGM2033即可帮助设计者解决问题。

 SGM2033设计理念。

模拟电路设计中的噪声分析方法与技巧噪声是模拟电路设计中一个重要的考虑因素，它会对电路的性能产生不可忽视的影响。

合理的噪声分析方法和技巧可以帮助工程师更好地预估电路性能，并在设计过程中优化电路。

本文将介绍一些在模拟电路设计中常用的噪声分析方法与技巧。

一、噪声的概念与分类噪声是电路中不可避免的随机信号，它会产生干扰并降低电路性能。

根据噪声的统计特性，我们可以将噪声分为两类：白噪声和色噪声。

白噪声是指在所有频率上功率谱密度均匀分布的随机信号。

它的特点是在所有频率上都具有相同的功率，这使得它在分析和计算过程中比较方便。

常见的白噪声有热噪声和量子噪声。

热噪声是由于电路内部的电阻和温度而产生的噪声，它是一种频谱密度与频率成正比的噪声。

量子噪声是由于元件上载流子的不确定性所导致的噪声，它在低频时呈平坦的频谱密度。

色噪声是指功率谱密度随频率而变化的随机信号。

常见的色噪声有粉红噪声、蓝色噪声和红色噪声等。

二、噪声分析的基本方法在模拟电路设计中，噪声分析的基本方法是通过计算电路中各个元件的噪声功率或噪声电压，然后通过级联或大信号分析得到整个电路的输出噪声。

下面介绍几种常见的噪声分析方法。

1. 噪声功率分析方法噪声功率分析方法是通过计算各个元件的噪声功率，然后根据功率的线性性质进行级联分析，得到整个电路的输出噪声功率。

这种方法适用于对噪声进行初步估计和设计的参考。

2. 噪声电压分析方法噪声电压分析方法是通过计算各个元件的噪声电压，然后根据电压的非线性性质进行级联分析，得到整个电路的输出噪声电压。

这种方法适用于对噪声进行更精确的分析和设计。

3. 模拟电路噪声分析软件现在，有许多专门用于模拟电路噪声分析的软件，如SPICE、PSPICE和Cadence等。

这些软件可以根据电路的拓扑结构和元件参数进行仿真计算，从而得到电路的输出噪声能谱密度和噪声系数等。

利用这些软件，工程师可以更方便地进行噪声分析和优化。

三、噪声分析的技巧除了基本的噪声分析方法外，以下是一些在设计过程中常用的噪声分析技巧。

FINPUTENABLE GNDOUTPUTProduct FolderSample &BuyTechnical Documents Tools &SoftwareSupport &CommunityLP5907ZHCSD40H –APRIL 2012–REVISED NOVEMBER 2014LP5907用于RF 和模拟电路的超低噪声、250mA 线性稳压器-无需旁路电容1特性3说明•输入电压范围：2.2V 至5.5V LP5907是一款能够提供250mA 输出电流的线性稳压器。

此器件专门针对RF 和模拟电路而设计，可满足•输出电压范围：1.2V 至4.5V 其低噪声、高PSRR 、低静态电流以及低线路或负载•输出电流：250mA瞬态响应系数等诸多要求。

LP5907采用创新的设计•与1µF 陶瓷输入和输出电容搭配使用，性能稳定技术，无需噪声旁路电容便可提供出色的噪声性能，并•无需噪声旁路电容且支持远距离安置输出电容。

•支持远距离安置输出电容•热过载保护和短路保护此器件设计为与1µF 输入和1µF 输出陶瓷电容搭配使•运行结温范围：–40°C 到125C 用（无需独立的噪声旁路电容）。

•低输出电压噪声：<10µV RMS其固定输出电压介于1.20V 和4.50V 之间（以25mV •电源抑制比(PSRR)：1kHz 频率时为82dB 为单位增量）。

如需特定的电压选项，请联系德州仪•输出电压容差：±2%器(TI)销售代表。

•几乎零IQ （禁用时）：<1µA •极低I Q （使能时）：12µA 器件信息(1)•启动时间：80µs器件型号封装封装尺寸•低压降：120mV （典型值）0.675mm xDSBGA (4)0.675mm （最大值）2.90mm x 1.60mm （标称2应用LP5907SOT-23(5)值）•手机1.00mm x 1.00mm （标称X2SON (4)•PDA 手持终端值）•无线局域网(LAN)设备(1)要了解所有可用封装，请见数据表末尾的可订购产品附录。

低噪声高增益CMOS运算放大器设计的开题报告一、选题背景作为模拟电路中的一种重要电路，运算放大器具有很广泛的应用，被用于模拟信号的增益、滤波、混频、反相、微分和积分等处理。

在实际生产中，为了满足高质量、低功耗、小尺寸等需求，人们对运算放大器提出了更高的要求。

因此，本次设计将着重研究低噪声高增益CMOS 运算放大器的设计。

二、研究目的本次设计旨在设计一种低噪声高增益的CMOS运算放大器，使其具有以下特点：1. 低噪声2. 高增益3. 低功耗4. 小尺寸三、研究内容1. 分析低噪声高增益CMOS运算放大器设计的一般流程；2. 选择适合的MOS管工作状态，设计适合的偏置电路，优化电路增益和带宽；3. 利用MOS管的退化器原理，抑制共模干扰；4. 采用差分对和共模反馈，进一步降低噪声和增加增益；5. 综合以上措施，得到一种低噪声高增益CMOS运算放大器。

四、研究方法1. 对CMOS工艺进行分析，确定工作电压、电路结构和器件尺寸等参数；2. 选择合适的偏置电路，确定运算放大器工作点；3. 采用差分对和共模反馈技术，设计运算放大器电路；4. 通过仿真软件对设计的运算放大器进行仿真；5. 制作芯片并进行测试。

五、预期成果设计完成后，应该能够得到一种低噪声高增益CMOS运算放大器，具有以下特点：1. 低噪声2. 高增益3. 低功耗4. 小尺寸六、可行性分析本设计采用现有的CMOS工艺，通过分析和优化设计方法，针对低噪声高增益的要求，选用合适的器件尺寸和工作电压，经过仿真与验证后可以得到预期成果。

七、进度计划第1-2周：研究并确定设计方案第3-4周：仿真设计，优化电路结构第5-6周：制作芯片并进行测试第7周：数据处理与结果分析第8周：撰写完结论，准备答辩材料八、参考文献[1] Gray P，Hurst P.J，Lewis S.H，et al.亚微米精度的模拟集成电路设计原理 [M]。

俞学礼等杨晶坚译。

北京:科学出版社，2000。

电路笔记CN-0382Circuits from the Lab® reference designs are engineered and tested for quick and easy system integration to help solve today’s analog, mixed-signal, and RF design challenges. For more information and/or support, visit /CN0382.连接/参考器件AD7124-4 集成PGA和基准电压源的低功耗24位Σ-Δ型ADCAD5421 16位、环路供电、4 mA至20 mA DAC AD5700 低功耗HART调制解调器SPI隔离器ADuM1441ADP162超低静态电流、150 mA CMOS线性稳压器ADG5433高压防闩锁型三通道SPDT开关Rev. 0Circuits from the Lab® reference designs from Analog Devices have been designed and built by Analog Devices engineers. Standard engineering practices have been employed in the design and construction of each circuit, and their function and performance have been tested and veri ed in a labenvironment at room temperature. However, you are solely responsible for testing the circuit and determining its suitability and applicability for your use and application. Accordingly, in no event shall Analog Devices be liable for direct, indirect, special, incidental, consequential or punitive damages due to any cause whatsoever connected to the use of any Circ uits from the Lab circuits. (Continued on last page) One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 Fax: 781.461.3113 ©2015 Analog Devices, Inc. All rights reserved.采用低功耗、精密、24位Σ-Δ型ADC的隔离式4 mA至20 mA/HART工业温度和压力变送器评估和设计支持电路评估板DEM O-AD7124-DZ评估板设计和集成文件原理图、布局文件、物料清单、代码示例电路功能与优势图1所示电路是一种隔离式智能工业现场仪表，可与许多类型的模拟传感器，如温度传感器(Pt100、Pt1000、热电偶)或桥式压力传感器等接口。

声等关键指标，为射频信号装置的稳定运行提供保障。

在现有的电源稳压电路设计中，大多数采用集成电路形式，针对正电稳压或者负电稳压都需要不同的稳压芯片实现，并且稳压电路设计中大多用于集总参数电路供电对射频电路的低噪声供电电源的设计考虑不全面。

本文所提出的通用超低噪声射频电路线性电源设计方法，通用性强，用相同的电路器件既可以组建正电稳压电路又可以组建负电稳压电路，减小器件种类和元器件成本；在电路设计中引入降低噪声的设计电路，降低稳压电路输出噪声；稳压压差小，输入电压和输出电压压差满足PN结导通电压（最小0.2V）即可正常工作并且工作效率高。

1 线性稳压电路原理现有的线性电源稳压电路设计主要由基准电压电路、误差放大器、调整管和反馈网络组成，如图1所示。

其中基准电压电路可以提供一个稳定的基准电压。

常用的电压基准源结构是齐纳二极管或者带隙基准源产生的精密参考电压源。

调整管又被称为功率管，主要作用是作为输入到输出的大电流通道，并且具有一定的输入输出电压差和输出电流调节能力。

反馈网络一般由电阻网络和补偿电容组成，主要作用是将输出电压变化反馈至误差放大器输入端，即作为反馈电压。

误差放大器、调整管和反馈网络组成了一个闭环反馈系统。

下文将分别介绍射频电路中使用的正电稳压电路和负电稳压电路。

2 正电稳压电路设计正电稳压电路的电路结构图如图2所示，该电路主要由参考电压源Vc1，供电电压源Vc2、供电电压源Vc3、磁珠Y1、磁珠Y2、磁珠Y3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、电容C3和三极管V1组成。

参考电压源Vc1提供高精度的参考电压值；磁珠Y1可以用来作为电源滤波器，降低参考电源的噪声对输出电压的影响；电阻R1的值等于电阻R2与电阻R3的并联值，用于减小运算放大器输入偏置电流对输出的影响；电容C1为积分电容，该电容一方面可以调节三极管的导通上升时间，另一方面可调整整个电路的相位裕度以保证电路的稳定性；电阻R4用于调整三极管基极的电压值；运算放大器N1为低噪声运算放大器，可以降低输出电压的噪声电平，通过86 | 电子制作 2021年06月www�ele169�com | 87实验研究为正压电源，供电电源Vc3为负压电源，这两种电源为运算放大器N1供电，通过利用双电源供电也使得该电路通过调整之后可以提供负电稳压电路；电阻R2和电阻R3为比例电阻，通过该电阻可以调整输出电压的设定值；电容C3为滤波电容可以削弱电路中高频成分对输出电路的影响并调节整个射频供电电路的频响特性；三极管V1提供输入输出电流通路，并提高输出电压与输入电压的噪声抑制比，降低输出电压噪声；磁珠Y2对输入电压进行噪声抑制，磁珠Y3对输出电压进行噪声抑制，最终保证输出低噪声稳压电源。

电路低噪声设计与处理技术电路的噪声问题一直是电子工程师在设计电路时需要重视和解决的难题之一。

不仅会影响信号传输的质量，还会降低电路的性能和稳定性。

因此，电路低噪声设计与处理技术的研究与应用具有重要意义。

本文将从低噪声设计的基本原则、低噪声放大器的设计以及噪声处理技术等方面进行探讨。

一、低噪声设计的基本原则在进行低噪声设计时，需要遵循以下几个基本原则：1.降低信号链路中的温度在电路的各个环节中，温度是噪声产生和放大的主要原因之一。

因此，采取措施降低信号链路中的温度是降低噪声的有效方法。

比如，选择低噪声器件、优化布局、增加散热装置等。

2.减小传输线的噪声传输线是电子系统中常见的信号传输通道，噪声在传输线上会被放大。

因此，对传输线进行合理的特性阻抗匹配、减小线路长度、降低信号的传输速率等方法可以有效地减小传输线的噪声。

3.降低功率噪声功率噪声是由电源等因素引起的，会进入电路并影响信号的质量。

为了降低功率噪声，可以采用滤波器、稳压器、隔离器等措施，确保电路供电的稳定性。

二、低噪声放大器的设计低噪声放大器是电路中常见的元件，其设计对整个电子系统的噪声水平有着重要影响。

以下是一些常见的低噪声放大器设计技术：1.前端电路选择在放大器的前端，选择低噪声的晶体管或场效应晶体管作为放大器的核心元件。

这些器件具有较低的噪声系数和较好的线性特性，适合应用于低噪声放大器的设计。

2.负反馈设计采用负反馈技术可以有效地降低放大器的噪声。

通过引入反馈电路，可以控制放大器的增益和稳定性，并将一部分噪声回馈至输入端，从而减小总体的噪声。

3.优化阻抗匹配阻抗匹配是低噪声放大器设计中重要的一环。

通过合理选择输入和输出端口的阻抗，可以最大程度地减小反射和传输线噪声。

三、噪声处理技术除了低噪声设计，噪声处理技术在电路设计中也是不可忽视的。

以下是一些常见的噪声处理技术：1.滤波器设计滤波器是用来滤除杂散噪声和带状噪声的重要元件。

根据不同的噪声特性，可以选择合适的滤波器类型和频率响应，达到滤除噪声的目的。

sgm321用法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：SGM321是一种高性能、低功耗的精密电压参考源。

它广泛应用于各种电子设备中，特别是需要高精度参考电压的电路中。

在本文中，我们将重点介绍SGM321的用法及其在电子设计中的重要性。

SGM321通常被用作模拟电路中的参考电压源。

在许多模拟电路中，需要一个稳定的参考电压来确保整个电路的稳定性和精度。

SGM321可以提供高精度、低漂移的参考电压，从而确保整个电路在各种工作条件下都能保持稳定。

除了作为参考电压源外，SGM321还可以作为电源管理电路中的关键部件。

在许多电源管理电路中，需要对电压进行监控和调整以确保系统的稳定性和效率。

SGM321可以帮助实现这一功能，其高精度和低功耗的特性使其成为电源管理电路中不可或缺的部件。

SGM321还可以用于传感器和仪器等精密测量设备中。

在这些应用中，需要一个高精度、稳定的参考电压源来确保测量结果的准确性。

SGM321的高性能特性可以满足这些应用的需求，从而提高测量的精度和可靠性。

第二篇示例：SGM321是一种高性能、低电压运算放大器，具有低噪声、高增益、宽带宽和低电压漂移等特点。

它通常用于精密仪器、传感器信号处理、滤波器设计等领域。

本文将介绍SGM321的主要特性、用法和注意事项。

在实际应用中，SGM321的用途非常广泛。

首先是在精密仪器中的应用，如医疗设备、实验仪器等，可以用来放大微弱信号进行测量和控制。

其次是在传感器信号处理中的应用，如温度传感器、压力传感器等，可以提高信噪比和动态范围。

SGM321还可以用于滤波器设计，在音频处理、信号处理等领域有着广泛的应用。

在使用SGM321时，需要注意一些事项。

首先是供电电压，SGM321通常工作在低电压范围内，建议选择适当的稳压电源以确保其正常工作。

其次是引脚的连接，正确连接输入、输出和电源引脚以避免引起焊接错误或损坏芯片。

还要注意信号的输入范围和匹配性，选择合适的外部元件以满足电路设计要求。

集成电路设计的低噪声与高精度集成电路（IC）设计是一个复杂且精细的过程，尤其是在低噪声和高精度方面。

随着科技的不断发展，集成电路在各个领域中的应用越来越广泛，如通信、医疗、航空航天等。

这些应用对集成电路的性能提出了更高的要求。

本文将详细探讨集成电路设计的低噪声与高精度。

1. 低噪声设计在集成电路设计中，低噪声是一个重要的性能指标。

噪声会影响电路的稳定性和准确性，从而影响整个系统的性能。

为了实现低噪声设计，需要从以下几个方面入手：1.1. 选用低噪声元件在设计过程中，应选用具有较低噪声特性的元件。

例如，在模拟电路中，选用低噪声放大器和运算放大器；在数字电路中，选用低功耗、低噪声的逻辑器件。

1.2. 优化电路布局电路布局对噪声有重要影响。

合理的布局可以降低电路间的干扰，从而降低噪声。

在布局时，应注意以下几点：•尽量缩短信号路径，减少信号传输过程中的噪声积累；•电源和地线应尽量粗，以降低电阻和电感；•数字和模拟电路应分开布局，以减小相互干扰；•高速信号和低速信号应分开布局，避免相互干扰。

1.3. 滤波设计滤波是降低噪声的有效手段。

在设计过程中，应根据系统的实际需求，采用合适的滤波器。

例如，在模拟电路中，可采用低通、高通、带通、带阻等滤波器；在数字电路中，可采用数字滤波器。

1.4. 降噪技术除了上述方法外，还可以采用一些降噪技术，如差分放大、噪声抵消、电容耦合等。

这些技术可以有效地降低噪声，提高电路的性能。

2. 高精度设计高精度是集成电路设计的另一个重要指标。

高精度设计可以保证电路在特定条件下具有较高的性能稳定性。

为实现高精度设计，需关注以下几个方面：2.1. 选用高精度元件在设计过程中，应选用高精度、低失真的元件。

这类元件具有较好的线性度和稳定性，有利于提高电路的精度。

2.2. 温度补偿温度对集成电路的性能有很大影响。

在设计时，应考虑温度补偿措施，以减小温度变化对电路性能的影响。

例如，采用温度补偿电路、选用温度特性较好的元件等。

为精密模拟电路设计超低噪声正负电源当今的一些高精密模拟系统需要低噪声正负电压轨来为精密模拟电路供电，这些电路包括模数转换器 (ADC)、数模转换器 (DAC)、双极放大器等等。

如何产生清洁、稳定的正负电压轨为噪声敏感型模拟组件供电是摆在我们面前的一个设计挑战。

通常的解决方案是使用一个产生正轨的正降压或者升压开关电源，然后使用线性稳压器进行后期稳压，以减少开关电源形成的电压纹波。

使用一个反向开关电源产生负轨。

由于高压负低压降稳压器 (LDO) 的产品系列较少，因此我们一般使用一个离散式 LC 滤波器来减弱开关噪声。

尽管这种方法有效，但它要求设计人员花费时间来计算 LC 滤波器的精度和长期稳定性。

例如，图 1 所示参考设计便使用了 TPS54x60，其显示了一种更为简单的清洁电压轨生成方法。

利用这种电路，通过一个开关转换器来构建正负电压轨。

使用两个高电源抑制比 (PSRR)/低噪声 LDO 进行后期稳压，以消除开关噪声。

LDO 的噪声性能去除了对于 LC 输出滤波器的需求。

要创建这种参考设计，需使用一个降-升压结构的 +60V 开关转换器来产生一个平衡的+/-输出电压。

利用低噪声、高 PSRR LDO（例如：TPS7A30 和 TPS7A49 等），对开关的正负电压输出进行后期稳压。

图 2 中，–18V 轨的开关稳压器电压纹波为约 40mV，而 +18V 轨则为 20mV。

通过使用 LDO 对 300 kHz 开关稳压器的输出进行后期稳压，电压纹波得到极大减弱。

这里，我们使用 60V 开关转换器，因为接地引脚参考至–18V 轨，并且最大 VIN为 30V。

在这种配置中，开关转换器必须承受的最大电压为 48V。

请为其宽输入电压、低输出噪声和高 PSRR 选择 LDO。

图 1 参考示意图图 2 表明 LDO PSRR 性能的示波器屏幕截图。

在今天的医疗、测试测量以及工业控制市场上，随着数据转换器分辨率的提高，或者说随着信号满量程范围的减小，对于更高噪声性能的需求变得越来越重要。