在我的上一篇博文ldo基礎知識：噪聲 – 第1部分中，我探討了如何減少輸出噪聲和控制壓擺率，方法是為參考電壓(cnr/ss)并聯一個電容器。在本篇博文中，我將討論降低輸出噪聲的另一種方法：使用前饋電容(cff)。
    什么是前饋電容？
    前饋電容是一個可選的頂容器，與電阻分壓器的上半部電阻并聯，如圖 1 所示。

圖 1：使用前饋電容的nmos低壓差穩壓器(ldo)

     與降噪電容(cnr/ss)相似，添加前饋電容具有多種效果。最主要的是降噪，還包括改進穩定性、負荷響應和電源抑制比(psrr)。（應用報告“使用前饋電容的低壓差穩壓器的優缺點,”詳盡討論了這些益處。）值得注意的是只有使用可調節ldo時才能使用前饋電容，因為此時電阻網絡在外部。
降噪
     ldo進行調節時會使用誤差放大器，而誤差放大器會使用電阻網絡（r1和r2）來提高參考電壓的增益，從而驅動fet的柵極，這與同相放大器非常相似。參考的直流電壓將增加？？？倍。不過，考慮到誤差放大器的帶寬，您還可以寄望于參考電壓某些交流元件的放大功能。
     通過為電阻分壓器上半部分電阻并聯電容器，您就針對特定頻率范圍引入了一個分流器。換言之，您使該頻率范圍內的交流元件貢獻于單位增益，此時r1模擬短路的情況。（請牢記所用電容器的阻抗屬性，以便確定該頻率范圍。）
     如圖 2 所示，您可以看到使用不同cff值時，tps7a91的噪聲下降效果。

圖 2：tps7a91噪聲 vs. 頻率和cff值

    通過為電阻分壓器上半部分電阻并聯一個100nf電容器，可將噪聲從9μvrms降至4.9μvrms.
改進穩定性和瞬態響應
    添加一個cff還為ldo反饋環路引入了零點(zff)和極點(pff)，它們的計算見等式 1 和 2：
     zff = 1 / (2 x π x r1 x cff)                               (1)
     pff = 1 / (2 x π x r1 // r2 x cff)                    (2)
    在達到發生單位增益的頻率之前就形成零點，可以改善相位裕度，如圖 3 所示。

圖 3：僅使用前饋補償的典型ldo的增益/相位圖

     您可以看到如果沒有zff，單位增益的發生大約將提前約200khz。通過添加零點，單位增益頻率向右移動了一點(~300khz)，但是相位裕度也增加了。由于pff位于單位增益頻率的右側，所以它對于相位裕度的影響也最小。
     在改進ldo的負荷瞬態響應后，將看到相位裕度的明顯增加。在相位裕度增加后，ldo輸出將減少振鈴并更快速穩定。
    改善psrr
     取決于零點和極點的設置，您還可以巧妙減少增益漂移。圖 3 顯示了零點對從100khz開始的增益下降的影響。通過提高頻段內的增益，您還將改進該頻段的環路響應。這會改善該特定頻率范圍的psrr。參見圖4。

圖 4：tps7a8300 psrr vs. 頻率和cff值

     如圖所示，增加cff電容值，會將零點推向左側。催生較低頻率范圍內產生更佳的環路響應和相應psrr。
當然，您必須選擇cff值和適當添加零點zff和極點pff，這樣才不會造成不穩定。遵守上面這個數據表給出的cff限值，即可防止不穩定情況的出現。大電容值cff會造成前述應用報告介紹的其他問題。
    表 1 列出了有關cnr和cff如何影響噪聲的經驗法則。

    參數 噪聲
    低頻率
    (<1khz) 中頻率
    (1khz-100khz) 高頻率
    (>100khz)
    降噪電容器(cnr) +++ + 無效果
    前饋電容(cff) + +++ +
    表 1：cnr和cff vs 頻率
    結論
    正如本文論述的那樣，添加一個前饋電容可降噪，改進穩定性、負荷響應和psrr。當然，您必須仔細選擇電容器才能維持穩定性。如果采用降噪電容器，交流性能將獲得大幅改善。這些是您需要牢記以便優化電源的幾個方法。
其他資源：
  詳細閱讀ldo基礎知識博文。
  閱讀應用指南：詳細檢測ldo噪聲。
  查閱低壓差穩壓器選擇指南。
  閱讀電子書ldo基礎知識。