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2013年6月 2日 (日)

低ノイズリニアレギュレターのはなし

低ノイズリニアレギュレターとは

これまでの記事で PLLや高精度水晶発振器 の電源にはリップルフィルターが定番でしたが、最近は低ノイズのリニアレギュレターICが出てきてよく使われているようだ。と書いていました。リニアレギュレターとは入力のノイズが混じった電源のノイズ成分を切り落として安定な電圧を供給するもので、自分自身はノイズを出さないので(内部アンプ中の熱雑音がありますが)大変低ノイズな理想的な電源となっています。しかしながら電流が増えると入出力の電圧差と流す電流が損失になるので、あまり電流を流す回路には使えません。20130602_110056
 記事に書いた代表的なアナデバ社の ADP150 はSOT-23 という小さなパッケージで150mA 出力、アナログ用の3.3Vくらいの電源には最適なチップなので ADC や DAC 各種センサー回路などによく使われています。
 最近ではこのICにピンコンパチでかつ独自機能を追加したものが各社から出てきて、使う方も設計の幅が広がってきています。20130602_110138
ハード的には   
 まずは電流を拡張した TI の LP5907ですが、1.2Vから 4.5Vまでカスタムに作ってくれるようで、ADP150の 3.3Vまでという範囲を拡張しています。出力電流も250mAまで増やしてありますので、ADP150で電流がちょっと足りない時にはピンコンパチなので大変助かるのではないかと思います。20130602_111109
 そしてさらには、リニアテクノロジーの LT1761ですが、電流値は 100mA と小さいのですが、電圧は 1.2V~3.3Vまでは0.3V刻みで5Vもあります。
 ADP150とピンコンパチの品種もありますが、そこはリニアテクノロジーらしく、右図のように BYP や ADJ なる端子にして、 BYPでは 0.01uF ぐらいのコンデンサーをつけるとノイズがさらに減らすことが出来るとか、ADJ端子は勿論出力電圧が抵抗で可変出来る機能を持っているバージョンもあります。
 うれしいことに、すべての IC は低ESRコンデンサーの 1uF の積層セラミックコンデンサーが使えるので、小型化にはピッタリです。
ソフト的には
どうして、このような ICが珍しいかというと、最近では高効率を求めてレギュレターというとスイッチングICでCPUなどの低いコア電圧に使う数A流せるICが電源には一般的だからです。しかしながら、音声を出力する DAC とか、PWM出力する基本周波数の発振回路など、高品質を求めると電源のデジタルスイッチングのイズが問題になっています。「なんとなくパソコンの音は良くない」と思われてきましたが、古くはOSコンなどのコンデンサーで電源ノイズを低減したり、フィルムコンデンサーで信号系統の改良をしてきました。最近のスマホや音楽プレーヤーの音が良くなってきたのも、このようなアナログ用ICの進化によるものかも知れません。

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