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2015年7月28日 (火)

FINESSE VOLTAGE REGULATOR NOISE!

diyAudioのReducing noise in voltage regulatorsというフォーラムで

FINESSE VOLTAGE REGULATOR NOISE!というホワイトペーパーがある事を知りました。
面白そうなのでLTSpiceで挙動を観測してみました。
この回路はノイズを反転増幅させてグランドにシャントするような動作をするようです。

20150728_172400

オリジナル回路定数での結果です。
上から順にOUTPUT、LM317OUT、LM317REFです。
LM317REFはマーカーとして入れてあります。

20150728_170217

8.2Ωを間違えて8.1Ωとしてしまいましたがさして変化はありませんでした。

20150728_170352

C2を大きくすると低域も改善できると考え1000uFにした結果です。

フリッカー領域まで改善されました。

20150728_171914

回路定数をいじってみました。

R7を15Ωから10Ω,R3を1KΩから470Ωに変更しています。

C2は1000uFです。

R6の値はシミレーションしていてクリチカルな事がわかりましたので
.step paramという覚えたて!のコマンドを使って変化させてみました。

6Ωから9Ωまで0.1Ωステップで変化させます。

20150728_171142

RUNさせるとOUTPUT描画は上から下へそして上へと変化しました。

ディップ点の抵抗値は7.4Ωでした。

オリジナルの定数では14db程の改善でしたが

200〜20KHz領域では60dbの改善結果です、ホント!?

20150728_171131

最終結果です。

参考:10Vを基準にした時のdb換算

-80db:1mV

-100db:100uV

-120dB:10uV

-140db:1uV

-160db:100nV

20150728_170817

20150728_170405

この回路のノイズは定数をトリミングした結果、非常に少なくなりました。
しかし
出力電流はせいぜい10〜20mAです。ノイズ検出抵抗器のR7による制限です。
負荷電流を流した状態でLT317の電圧を希望値に合わせ込むと良いと思います。
用途としては
負荷電流があまり変化しない回路向きと考えます。
後日回路を組んでシミュレーション結果とノイズを比べてみます。
WenzelのホワイトペーパーにはR7を小さくする手法も記されています。
興味のある方はご一読下さい。
R7の影響で予想通りの波形です。
出力に1000uFを接続して負荷電流を10mAから20mAに変化させています。

20150728_191648

*
7.4Ω付近をより細かくチューンナップする為に7.3Ωから7.5Ωを0.01Ωステップでスキャンしました。
さらに改善されたディップ点の抵抗値は7.39Ωでした。

20150728_193851

訂正:
LM317のADJ端子を回路図ではREFと記してありますがADJと置き換えて下さい。

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