Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LDO an verrauschte Versorgung


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von Trbn (Gast)


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Hallo,

einer der Vorteile eines LDO gegenüber eines Buck-Converters ist ja das 
geringere Rauschen.

Was passiert aber wenn die Eingangsspannung des LDO schon verrauscht 
ist? Ist der Ausgang rauschfrei oder rauschärmer als der Eingang?

Danke im voraus

von Karl (Gast)


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Kommt auf den Frequenzbereich an. Psrr im Datenblatt.

von Trbn (Gast)


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Karl schrieb:
> Kommt auf den Frequenzbereich an. Psrr im Datenblatt.

Okay, habe mich erkundigt.

Das heißt also, wenn ich eine Eingangsspannung habe, wie im Datenblatt 
angegeben, dann müsste der Ausgangs-Ripple quasi nicht vorhanden sein 
(von den Toleranzen jetzt abgesehen)?

von minifloat (Gast)


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Der LDO hat eine AC Übertragungsfunktion im Datenblatt angegeben, meist 
in Bezug auf eine im Datenblatt angebene Beschaltung, manchmal 
Beispiel-Layout.
D.h. solange eingangsseitig Uout + dropout bei erwartetem Iout nicht 
unterschritten wird, gilt diese Übertragungsfunktion.
Typisch sind DC...einige hundert kHz 80-120dB Dämpfung, dann PT2- oder 
PTn Charakteristik.
Vor dem LDO besser filtern bringts nur gegen (v.a. negative) Spikes, 
nach dem LDO filtern für bessere Dämpfung in höheren Frequenzen.

mfg mf

von Purzel H. (hacky)


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Der Ripple Reject eines LDO/nicht-LDO liegt bei DC bei 60-80dB. Und 
kommt fuer die Switcherfrequenzen rabiat schnell runter. Dabei ist die 
Switcherfrequenz das Eine, und die Umschaltspitzen das Andere. Die 
Switcherfrequenz kann ueblicherweise bei 50-500kHz, in selteren Faellen 
bei 3MHz liegen. Die Spikes haben Frequenzanteile bis ueber 1GHz. Und 
die schlagen ueblicherweise voll durch, auch durch irgendwelche LC 
Geschichten, abgesehen von speziell dafuer designten HF Layouts.

: Bearbeitet durch User
von Hmm (Gast)


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Zwölf M. schrieb:
> Der Ripple Reject eines LDO/nicht-LDO liegt bei DC bei 60-80dB. Und
> kommt fuer die Switcherfrequenzen rabiat schnell runter. Dabei ist die
> Switcherfrequenz das Eine, und die Umschaltspitzen das Andere. Die
> Switcherfrequenz kann ueblicherweise bei 50-500kHz, in selteren Faellen
> bei 3MHz liegen. Die Spikes haben Frequenzanteile bis ueber 1GHz. Und
> die schlagen ueblicherweise voll durch, auch durch irgendwelche LC
> Geschichten, abgesehen von speziell dafuer designten HF Layouts.

So ist es.

Ein gutes Beispiel:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/22008E.pdf

Siehe Fig. 2-25 - dort ist der Frequenzgang direkt angegeben.

D.h. bei 10kHz taugt der Regler nur wenig. Die Angabe von 44dB oben in 
den Tabellen ist, sagen wir mal, "günstig gewählt" ;-)
Das muss man wissen und beachten, und ggf mit Filtern nachhelfen.

Was wichtig zu wissen ist: Das hängt vom Regler ab, und da gibt es 
riesige Unterschiede. Ist dir der Umstand wichtig, heißt es gut 
auswählien.
Mit einer der Gründe, warum es soviele verschiedene Linearregler gibt.

von Purzel H. (hacky)


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Naja. Normalerweise haben LDO einen hoeheren Eigenstrom (quiescent 
current) wie nicht-LDO. Der MCP1702 ist ein LDO mit nur 2uA Eigenstrom. 
Den Preis bezahlt man also mit der eher schlechten Rejection. Es ist 
also ein billigst Regler fuer Controller fuer kleine Ansprueche.
15dB bei 10kHz ist in der Richtung von einer Zehnerdiode, allerdings 
ohne den hohen Strom der Zehnerdiode.

von Michael R. (fisa)


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minifloat schrieb:
> Vor dem LDO besser filtern bringts nur gegen (v.a. negative) Spikes,
> nach dem LDO filtern für bessere Dämpfung in höheren Frequenzen.

mir wurde vor kurzem (hier) empfohlen, eher vor dem LDO zu filtern, 
damit der HF-Müll den LDO nicht zum Schwingen bringt. Klang für mich 
logisch...

von Purzel H. (hacky)


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Fuer HF Noise vom Eingang her .. Was den LDO vom Eingang her nicht 
erreicht muss er auch nicht wegmachen.

von Gerd E. (robberknight)


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minifloat schrieb:
> Vor dem LDO besser filtern bringts nur gegen (v.a. negative) Spikes,
> nach dem LDO filtern für bessere Dämpfung in höheren Frequenzen.

hmm. Das wundert mich jetzt auch.

Wenn Du nach dem LDO filterst, verschlechtert der Filter die 
Ausgangsimpedanz des Gesamtsystems. Es dauert durch den Filter länger, 
bis eine Laständerung am LDO ankommt und dieser darauf reagieren kann.

Ich würde daher auch vor dem LDO filtern, z.B. PI-Filter mit Ferritperle 
oder Ferritkern-Drossel sowie größeren Kerkos oder Polymer-Elkos.

von ZF (Gast)


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Bei guten Linearreglern (z.B. LT3045) wird das Thema PSRR als Funktion 
von Frequenz, Laststrom, Kondensatorbeschaltung etc. ausführlich im 
Datenblatt behandelt. Um welchen Regler geht es?

von minifloat (Gast)


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Michael R. schrieb:
> eher vor dem LDO zu filtern, damit der HF-Müll den LDO nicht zum
> Schwingen bringt.

Damit das nicht demoduliert wird oder sonstige Späße passieren sicher 
keine schlechte Idee. Woher soll ich denn wissen, dass ihr den LDO jetzt 
mit HF-Müll zuballern wollt ;)
Dachte eher an NF-Rauschen...

Gerd E. schrieb:
> Wenn Du nach dem LDO filterst, verschlechtert der Filter die
> Ausgangsimpedanz des Gesamtsystems. Es dauert durch den Filter länger,
> bis eine Laständerung am LDO ankommt und dieser darauf reagieren kann.

Das ist richtig, aber ich kann trotzdem in einem höheren Frequenzbereich 
zusätzlich filtern. HF kann der LDO sowieso nicht mehr ausregeln, weil 
er dafür schlicht zu langsam ist. Daher auch das Bodediagramm der 
AC-Übertragungsfunktion. Manche LDO brauchen außerdem eine gewisse 
Ausgangskapazität mit Parasitär-R in ihrem "wirksamen" Bereich, damit 
sie überhaupt stabil laufen. Der LP2950 bzw. LP2951 hat sich mir mal auf 
dem Steckbrett dahingehend störrisch gezeigt.

mfg mf

von Alexxx (Gast)


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minifloat schrieb...

Hier gibts immer wieder Leute, die keine Ahnung haben, aber so tun.

Natürlich ist vorher sieben das einzig richtige!
Dafür gibt es Ferrit-Beads, Induktivitäten, Keramikkondensatoren etc.

Zudem gibt es LDOs, die auch bei hohen Frequenzen noch ordentliche PSRR 
haben!
Wenn man ungeeignete Bauteile nimmt, ist man selber Schuld!

von "Ohne Filter" (Gast)


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Nach einem linearen Spannungsregler noch in irgend einer Weise zu 
filtern, ist doch nur sinnvoll, wenn die Last empfindlich auf 
(unwahrscheinliche, doch nicht unmögliche) Regelschwingungen reagierte - 
wobei aber die durch das Filter nicht mehr richtig geregelte, sondern 
eher veränderliche (nach unten) Spannung "nichts ausmacht".

Rauschen, Spikes, Störungen jeglicher Art filtert man IMHO vor einem 
LDO. Wie dieses Filter auszusehen hat, richtet sich auch nach der 
genauen Art der Störungen. Handelt es sich z.B. um 
50Hz-Gleichricht-Ripple, der einfach zu hoch ist (z.B. für die 
LDO-Verlustleistung - obwohl frequenzmäßig im "starken Dämpfungsbereich" 
der PSRR des LDO), hilft auch schon eine schlichte elektronische 
Siebung. Für HF logischerweise ein passendes passives Filter, man will 
ja keinen HF-tauglichen linearen Regler vorschalten?

minifloat schrieb:
> Woher soll ich denn wissen, dass ihr den LDO jetzt
> mit HF-Müll zuballern wollt ;)
> Dachte eher an NF-Rauschen...

Soso. :)

von minifloat (Gast)


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Alexxx schrieb:
> Zudem gibt es LDOs, die auch bei hohen Frequenzen noch ordentliche PSRR
> haben! Wenn man ungeeignete Bauteile nimmt, ist man selber Schuld!

Der Kunde der für dein Produkt zuwenig Geld hinlegt, ist demnach 
"schuld". Was wenn dein Super-LDO nen Euro kostet, die 
Hühnerfutter-gestützte Lösung aber nicht mal 20 Cent? Jede 2 Cents die 
ich spare sichert da, wo ich arbeite, meinen Arbeitsplatz.

Viel Spaß noch mit den Ausrufezeichen postfaktischen Charakters. Ich geh 
jetzt mal weiter Elektronik entwickeln.
mfg mf

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