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精密測(cè)量領(lǐng)域，振動(dòng)傳感器對(duì)供電電源的噪聲水平極為敏感。低噪聲供電設(shè)計(jì)對(duì)確保其測(cè)量精度至關(guān)重要。以下介紹一種基于 LDO（低壓差線性穩(wěn)壓器）和 π 型濾波的低噪聲供電方案，可將紋波控制在 10μVrms 以內(nèi)。

 一、LDO 選型與應(yīng)用

選擇適合的 LDO 是低噪聲供電的基礎(chǔ)。要確保 LDO 的壓差符合系統(tǒng)要求，即輸入與輸出電壓差應(yīng)在 LDO 的可工作范圍內(nèi)。LDO 的接地電流和靜態(tài)電流應(yīng)小，以降低其自身產(chǎn)生的噪聲。選擇具有優(yōu)異 PSRR（電源抑制比）特性的 LDO，PSRR 越高，LDO 對(duì)輸入電源噪聲的抑制能力越強(qiáng)，一般建議選擇 PSRR 在 60dB 以上的 LDO。LDO 的噪聲系數(shù)低至微伏級(jí)，如一些低噪聲 LDO 型號(hào)，其噪聲系數(shù)可低至幾十微伏甚至更低，能有效減少輸出噪聲。

在應(yīng)用 LDO 時(shí)，確保輸入電壓穩(wěn)定且紋波低，使用必要的輸入電容來穩(wěn)定輸入電壓，減少輸入端帶來的電壓波動(dòng)。合理布局 LDO 在電路板上的位置，放置在靠近振動(dòng)傳感器供電端口處，減少走線長(zhǎng)度，降低走線帶來的寄生電感和電阻對(duì)電源信號(hào)的影響，避免噪聲耦合進(jìn)入傳感器供電線路。

 二、π 型濾波設(shè)計(jì)

π 型濾波由兩級(jí)電容和一個(gè)電感組成，連接方式為電容 - 電感 - 電容，形似字母 π。輸入端電容（C1）和輸出端電容（C2）一般選用低等效串聯(lián)電阻（ESR）和低等效串聯(lián)電感（ESL）的多層陶瓷電容器（MLCC），電容量在 1μF 至 10μF 之間。中間電感（L1）選用高電流額定值、低直流電阻（DCR）的磁屏蔽電感，電感值在 10μH 至 100μH 之間，磁屏蔽可防止電感磁場(chǎng)對(duì)外部電路的干擾，也能減少外部磁場(chǎng)對(duì)電感的影響，降低電磁干擾。

π 型濾波的工作原理是：當(dāng)電源信號(hào)通過輸入端電容（C1）時(shí)，C1 可濾除高頻噪聲，使電源信號(hào)初步平滑。電源信號(hào)接著通過中間電感（L1），電感對(duì)交流信號(hào)呈現(xiàn)高阻抗，可進(jìn)一步抑制高頻噪聲和紋波。最后，電源信號(hào)到達(dá)輸出端電容（C2），C2 再次濾除殘余高頻噪聲，確保輸出電源信號(hào)具有極低的紋波和噪聲。通過合理選擇電容和電感的參數(shù)，可使紋波控制在 10μVrms 以內(nèi)。

 三、PCB 布局布線

合理布局各元件位置，將 LDO 和 π 型濾波元件緊湊布局，減少連接走線長(zhǎng)度，降低走線電阻和電感，避免噪聲耦合。電源走線要盡可能寬，降低走線電阻，減少因電流變化引起的電壓降。在 LDO 和 π 型濾波元件周圍布置大面積地，大面積地可提供良好的電位參考點(diǎn)，減少地線阻抗，降低因地線壓降引起的電源噪聲。

 四、測(cè)試與驗(yàn)證

使用高精度示波器和頻譜分析儀測(cè)試供電電源的紋波和噪聲水平。在振動(dòng)傳感器正常工作狀態(tài)下，對(duì)供電電源進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)，記錄紋波和噪聲的變化情況，確保其穩(wěn)定性。通過改變系統(tǒng)的工作狀態(tài)，如改變振動(dòng)傳感器的負(fù)載電流、調(diào)整輸入電源電壓等，測(cè)試供電電源在不同工況下的紋波和噪聲表現(xiàn)，驗(yàn)證其魯棒性。