本文转载自@@： Cadence楷登@@PCB及封装资源中心@@
本文要点@@：
纹波在@@电源上表现为噪声@@。
要想提供稳定的电源@@@@，需要降低输出电压的纹波@@。
降低纹波的技术@@包括滤波@@和@@反馈精确调节@@。
所有的电源@@都具有一定程度的波纹@@，在@@设备@@输出口上表现为噪声@@。尤其是在@@开关@@ DC-DC 转换器@@的输出上@@，纹波是一个烦人的噪声问题@@。在@@一些应用中@@，特别是接收直流电源电压的模拟器件@@，需要有非常@@”干净@@“的电源@@，否则噪声可能会传播到器件的输出端@@。相比之下@@，饱和@@逻辑@@（例如@@ TTL 和@@ CMOS）抵抗此类噪声的能力更强@@。
采用开关调节的@@ DC-DC 转换器@@至少需要实施一种纹波降低技术@@@@@@，但该技术@@需要与适当的开关频率@@@@、功率输出和@@负载工作频率@@相匹配@@。负载阻抗也会对确定开关转换器@@的行为和@@实施的纹波降低技术@@@@的有效性有影响@@。本文将简要介绍几@@种纹波降低技术@@@@@@，以及它们在@@新型@@电源设计中的最佳应用场合@@。
纹波降低技术@@@@：简易版与高级版@@
纹波降低技术@@@@可以通过无源电路@@或@@有源电路@@@@，以及线性或@@非线性器件来实施@@@@。实施主动控制策略的一些算法试图补偿@@ DC-DC 转换器@@输出的波纹@@，其过程可能有点复杂@@，最好利用@@专用的@@ ASIC 来实施@@。
利用@@ LDO 进行调节@@
这种策略是一种入门级的纹波降低技术@@@@@@，适用于使用直流电源的器件@@。许多数字器件包含一个用于降低纹波的片上低压差@@ (LDO) 线性稳压器@@，提供的纹波降低效果可以达到@@ 80dB 左右@@，这意味着纹波可以降低@@ 1 亿倍@@！这类设计的原理是在@@器件中使用一个比较器和@@一个稳定的硅带隙参考电压源@@，使输出电压饱和@@@@。然而@@，该方法是通过饱和@@来降低噪声@@，因此当输入电压差和@@输出功率过高时@@，器件会产生大量的热量@@。
线性稳压器@@可以大幅降低纹波@@
滤波@@
用低通滤波@@器或@@陷波滤波@@器进行过滤@@，是解决纹波频率@@问题的一种策略@@。这种方法在@@直流稳压器中效果较好@@，特别是在@@实施滤波@@的时候@@。在@@ pi型@@（LC 电路@@）中实现的简单高阶无源滤波@@@@，可以在@@传递函数中提供很高的滚降系数@@，但需要非常大的电感和@@电容来滤除典型@@的@@ PWM 频率@@。一个更复杂的策略是使用有源滤波@@技术@@@@，将电抗添加到反馈环路中@@，这种方法可以提供非常高的直流增益并抑制交流输出@@。
反馈控制@@
反馈环路隐含在@@一些高度集成的开关稳压器器件中@@，特别是那些在@@同一封装中实现@@ PWM 振荡器@@、栅极驱动器和@@@@ FET 级的器件@@。对于在@@非常高的功率输出下运行的更先进的设计@@，需要一组分立器件来实现反馈回路的控制策略@@。一旦输出上的波纹可以与直流输出一起被感知到@@，能够调整@@ PWM 驱动信号和@@驱动频率@@的控制策略可以同时稳定输出水平和@@波纹@@。电源系统设计师们对这个领域进行了积极的研究@@。
较大的电感器和@@较高的@@ PWM 频率@@
这两种方法应该同时提及@@，因为它们是用于设置开关稳压器中初始纹波值的标准工具@@（在@@标准降压@@、升压和@@降压@@-升压设计中@@）。纹波水平与输出电感和@@@@ PWM 频率@@成反比@@，因此增加这两者将降低输出口上测得的纹波@@。
在@@较低的开关频率@@下@@，需要使用大型@@电感器才能达到目标纹波值@@。
多相调节@@
多相转换器@@实现了多个并联的开关级@@，但在@@相位上是彼此分开的@@。虽然这些电路@@可能要复杂得多@@，但它们的作用类似于单级稳压器@@，具有更大的开关频率@@和@@电感器@@。其结果是大大降低了输出端测得的纹波@@。只要输出过滤级的截止频率@@高于基带频率@@@@，这些稳压器就可以用于直流负载或@@调频信号的高频交流负载@@。这些转换器@@还可以提供高电流@@，同时不会对器件造成过大的压力@@，因为开关负载被分散到多个开关级上@@。
纹波降低技术@@@@总结@@
下表说明了各种纹波降低技术@@@@在@@哪种情况下适合用于开关式@@ DC-DC 转换器@@。设计师应该注意使用各个方法来实现纹波降低@@，因为如果在@@错误的情况下使用@@，相应的机制可能会失效@@。
最后要考虑的一点是@@，这些方法在@@新的设计中往往是一起实施的@@。例如@@，用于射频电源系统和@@大功率射频发射器的降压转换器@@可以使用高阶低通滤波@@@@、多相调节@@和@@高@@ PWM 频率@@（几@@ MHz 或@@更高@@），并在@@反馈回路中采用无源或@@有源控制方法@@。选择正确的技术@@组合需要考虑各个因素@@，从负载的行为到转换器@@级的操作@@。要评估这些设计@@，可以从带有高精度器件模型@@的@@ SPICE 仿真开始入手@@。