精准型模拟电路设计师常常依靠静居一角的电压基准给其 DAC 和 ADC 转换器供电。这项工作其实已经超出了电压基准的基本职责范围，因为电压基准本来只是为了给实际的电源(即电源转换器的基准输入)提供一个干净、精确和稳定的电压而设计。在遵循一些注意事项的情况下，采用电压基准通常也能完成供电任务，因而面对电流日益攀升的应用，设计师更加愿意使用电压基准进行供电。毕竟，如果电压基准能够为转换器供电，那为什么不可以给模拟信号链路或其他转换器、还有更多的组件供电呢?

在所有的设计过程中，时常需要在精准度和功率之间做出选择。做出这个决定的“暴力”型方法是：在需要精确度时使用电压基准，而当需要毫瓦级功率时则采用稳压器。这种做法除了增加所需电路板空间和成本之外，还必须通过特定路径单独传送信号，即使这些信号的标称电压相同也是如此。而且，假如需要一个高精确度电压源以提供毫瓦级功率，那么设计师就不得不对基准进行缓冲。LT6658 提供两个低噪声、高精确度输出，和一个 200mA 总输出电流，以及世界级的基准规格，从而解除了这种两难困境。

关于 LT6658 具备基准性能的低漂移稳压器

LT6658 是一款精准型低噪声、低漂移稳压器，其兼具专用基准的准确度指标和线性稳压器的供电能力。LT6658 拥有 10ppm/°C 的漂移和 0.05% 的初始准确度，具有两个能够分别支持 150mA 和 50mA 的输出，它们各具 20mA 的有源电流吸收能力。为了保持准确度，负载调整率为 0.1ppm/mA。当输入电压电源引脚连接在一起时，电源电压调整率通常为 1.4ppm/V，而当给输入引脚提供单独的电源时，电压调整率则小于 0.1ppm/V。

为了更好地了解 LT6658 的功能特性以及它实现其性能水平的工作方式，图 1 示出了一种典型应用。LT6658 由一个带隙级、一个降噪级和两个输出缓冲器构成。带隙基准和两个输出缓冲器单独供电，以提供出色的隔离度。每个输出缓冲器具有一个开尔文 (Kelvin) 检测反馈引脚，以提供最佳的负载调整。

图 1：典型应用

降噪级由一个 400Ω 电阻器组成，并提供了一个用于连接外部电容器的引脚。该 RC 网络起低通滤波器的作用，可限制带隙级噪声的带宽。外部电容器可以任意大，从而将噪声带宽降至非常低的频率。

针对负载阶跃的快速和安静的响应

作为稳压器时，LT6658 从 VOUT1_F 引脚提供 150mA，并具有卓越的瞬态响应性能。图 2a 示出了对于一个从 10mA 至 11mA 的 1mA 负载阶跃瞬变的响应;图 2b 则给出了针对一个从 10mA 至 150mA 的 140mA 负载阶跃的瞬态响应。输出缓冲器的电流供应和吸收能力可实现输出的快速稳定。瞬态响应时间是很短的，同时保持了卓越的负载调整率。负载调整率通常仅为 0.1ppm/mA。在 50mA 最大负载条件下，第二个输出 (VOUT2_F) 具有相似的瞬态响应。

图 2：负载阶跃响应。(a) 1mA 负载阶跃;(b) 140mA 负载阶跃

输出跟踪

如果应用具有多个采用不同电压基准的转换器，则即使输出被设定为不同的电压，LT6658 的输出也会实现跟踪，从而确保一致的转换结果。这是可以做到的，因为 LT6658 的两个输出是采用一个公共电压源驱动的。输出缓冲器是经过微调的，可实现卓越的跟踪效果和低漂移。当 VOUT1_F 上的负载从 0mA 增至 150mA 时，VOUT2 输出的变化小于 12ppm，如图 3 所示。就是说：即使在负载和工作条件不断变化的情况下，输出之间的关系也会得到很好的保持。

图 3：通道至通道负载调整率 (去除了温升的影响)

电源抑制和隔离

为便于实现优异的电源抑制和输出隔离，LT6658 提供了 3 个电源引脚。VIN 引脚负责给带隙电路供电，而 VIN1 和 VIN2 则分别为 VOUT1 和 VOUT2 供电。最简单的方法是将全部 3 个电源引脚连接在一起，以提供 1.4ppm/V 的典型 DC 电源抑制。当电源引脚单独连接时，VIN1 电源切换，针对 VOUT2 的 DC 电源电压调整率为 0.06ppm/V。

表 1 汇总了当每个电源引脚上的电压从 5V 变至 36V 时的电源抑制。VIN 电源的灵敏度最高，在输出端上引起 1.4ppm/V 的典型变化。电源引脚 VIN1 和 VIN2 几乎不产生影响。表 1 的 VIN1 和 VIN2 列中的测量值是在输出噪声电平条件下获得的。

表 1: DC 电源抑制

图 4 给出了 AC PSRR 的两个例子。第一个例子在 NR 引脚上具有一个 1µF 电容器，而第二个例子则在 NR 引脚上布设了一个 10µF 电容器。较大的 10µF 电容器将 107dB 抑制扩展到 2kHz。

图 4：电源纹波抑制

图 5 示出了从 VIN1 至 VOUT2 的 AC 通道至通道电源隔离。这里，当 CNR = 10μF 时，通道至通道电源隔离在超过 100kHz 的频率条件下大于 70dB。

图 5：通道至通道 VOUT1 至 VOUT2 隔离

负载瞬变对相邻输出产生的影响极小。图 6a 和 6b 示出了通道至通道输出隔离。一个输出在 50mVRMS 上摆动，绘制的曲线表示另一个输出缓冲器中的变化。

图 6：通道至通道 VOUT1 至 VOUT2 负载隔离。通道至通道 VOUT2 至 VOUT1 负载隔离。

图 7：(a) 递归基准解决方案 (VOUT1 向 VIN 和 VIN2 供电);(b) 递归基准电路的 AC PSSR

采用图 7 所示电路可实现出众的 AC PSRR 性能指标。VOUT1 输出自举电源 VIN 和 VIN2，从而产生一个递归基准。

电源管理和保护

3 个电源引脚有助于控制封装中消耗功率的多少。当提供大电流时，降低电源电压以最大限度减少 LT6658 中的功耗。输出器件两端将出现较低的电压，因而可实现较低的功耗和较高的效率。

输出停用引脚 OD 负责关断输出缓冲器，并将 VOUT_F 引脚置于高阻抗状态。这样做在发生故障的情况下是很有用处的。例如，负载可能损坏和短路。外部电路可以检测到这种情况，此时可以将两个输出全部停用。该功能也可以忽略，当 OD 引脚浮置或连接至高电平时，一个弱上拉电流将启用输出缓冲器。

LT6658 采用 MSE-16 裸露焊盘封装，ѲJA 低至 35°C/W。当电源电压为高时，电源效率较低，因而在封装中产生过多的热量。例如，在满负载时，一个 32.5V 的电源电压将在输出器件上产生 30V • 0.2A 的过量功率。6W 的过量功率将使内部芯片温度上升至比环境温度高 210°C 的危险水平。为了保护器件，当芯片温度超过 165°C 时，热保护电路将停用输出缓冲器。

噪声

对数据转换器和其他高精确度应用来说，噪声是一个重要的考虑因素。通过在 NR (降噪) 引脚上增设一个电容器，低噪声 LT6658 的噪声甚至可以变得更低。NR 引脚上的电容器与一个片内 400Ω 电阻器一起，形成一个低通滤波器。大的电容器降低了滤波器频率，于是，降低了总的综合噪声。图 8 示出了增大 NR 引脚上的电容器值所产生的效果。当采用一个 10μF 电容器时，噪声降至大约为 7nV/√Hz。

图 8：通过增大 CNR 以实现降噪

通过增大输出电容器，可进一步地降低噪声。当 NR 和输出电容器都增大时，输出噪声可以降低到几微伏。LT6658 可在采用介于 1μF 和 50μF 之间的输出电容时保持稳定。如果并联放置一个 1μF 的陶瓷电容器，那么输出在采用较大的电容时也可以是稳定的。例如，图 9a 显示了一个 1μF 陶瓷电容器与一个 100μF 聚合铝电容器相并联的电路。这种配置在降低噪声带宽的同时仍然保持稳定。图 9b 示出了针对不同输出电容值的噪声响应。在所有三种情况下，都有一个小的 1µF 陶瓷电容器与一个较大的电容器相并联。

图 9：通过增大 C1 以实现降噪

这种方案的一个缺陷是噪声峰值，噪声峰值会增加总的综合噪声。为了降低噪声峰值，可以插入一个与大的输出电容器相串联的 1Ω 电阻器，如图 10a 所示。输出电压噪声和总的综合噪声分别示于图 10b 和 10c。

图 10：通过增设一个与 C2 串联的 1Ω 电阻器以降低噪声峰值。

应用

LT6658 为诸多要求苛刻的应用提供了安静、精确的功率。在混合信号领域中，数据转换器通常是由微控制器或 FPGA 控制的。图 11 阐明了一般概念。传感器给模拟处理电路和转换器提供信号，所有这些都需要干净的电源。微控制器可能具有若干个电源输入，包括模拟电源。

图 11：混合信号应用

一般的规则是，应将微控制器的噪声数字电源电压与干净的精确模拟电源和电压基准隔离开来。LT6658 的两个输出提供了卓越的通道至通道隔离、电源抑制和供电电流能力，从而确保了向多个敏感的模拟电路提供干净的电源。

另外，由于 LT6658 可以采用含噪声的电源轨以及在负载产生毛刺干扰的场合中工作，所以它还非常适合工业环境，这是因为一个输出上的转换操作对于相邻输出的影响微乎其微。此外，当某个负载在一个输出上需要电流时，相邻的输出继续跟踪。

图 12 中给出了一个现实的例子，这里，利用一个 LT6658 来运作 LTC2379-18 高速 ADC 电路。对 VOUT2 上的开尔文检测输入进行配置，以将 2.5V 输出提升至一个 4.096V 基准电压，并给输入放大器 LTC6362 提供一个共模电压。VOUT1被提高至 5V，以向 LTC6362 和其他需要一个 5V 电源轨的模拟电路供电。LT6658 的两个输出均分别在 VOUT1 和 VOUT2 上具有 150mA 和 50mA 的最大负载。

图 12：数据采集解决方案

如表 2 所示，该电路的 SNR、ENOB 和 THD 指标证实了 LT6658 所拥有的优异性能。

表 2: 取自图 12 所示的数据采集电路实例。

图 13 中的电路说明了 LT6658 怎样能够在给噪声数字电路供电的同时保持一个用于高精确度 ADC 的安静、精确的基准电压。在该应用中，LT6658 或一个单独的 LDO 在一个通道上给噪声 FPGA 电源 (VCCIO) 和一些混杂逻辑电路提供一个 3.3V 电源轨，并在另一个通道上为 20 位 ADC 的基准输入提供 5V 电源轨。

图 13：噪声数字测试实例电路

通过在 LT6658 和 LDO 之间切换数字电源，我们就能对 LT6658 使一个通道上的数字噪声与驱动 20 位 ADC 之安静基准输入的通道相隔离的效果做出评估。通过在 ADC 的输入端上采用一个干净的 DC 电源，可推测噪声，如图 14 所示。如柱状图所示，由 LT6658 或 LDO 给 FPGA 的 VCCIO 引脚供电，测试结果之间并没有显著的差异，展现了 LT6658 坚固的稳压和隔离性能。

图 14：图 13 所示电路的柱状图测试结果

结论

LT6658 是基准和稳压器领域发展的下一步。对于精准型模拟电源而言，精准的性能和从单个封装提供 200mA 组合式电流的能力是一种模式转移。噪声抑制、通道至通道隔离、跟踪、和负载调整等诸多特点使这款产品成为精准型模拟基准和电源解决方案的理想选择。通过运用这种新方法，应用将不必牺牲精度或功耗指标。