共模应用文章：架构即妥协,但卓越的架构让妥协变得优雅

今日的素材是共模给的，🤣，前几天的 3PEAK 在 REF 上面也是“小小的”设计了一把，那今天就看看电源新锐：“共模” 贡献的应用手册～

（这个 NotebookLM 的 PPT 是输入我文章的稿子自动生成，GM 原文没有什么图）

Action～

在精密测试测量系统里，怎样从一个输入电源，高效地做出“低噪声的正负双极性电源”？文章给出的主线方案是：前级用高效率开关降压，后级用低噪声 LDO 再过滤一次。

典型的“两级供电架构”：Buck/电源模块负责效率，LDO 负责纯净度。

在精密测试测量系统，比如：数据采集系统，数字万用表，源表 SMU，直流电源，高分辨率 ADC / DAC 信号链；它们最怕的不是“有没有电”，而是电源不干净。（因为电源的噪声是耦合到所以它供电的系统内）

因为一旦电源里有开关纹波，EMI 辐射噪声，高频尖峰，地弹噪声；这些干扰就会直接串到模拟前端、基准源、放大器、ADC/DAC 里面，最后表现成：噪声（基线）升高，分辨率下降，零点漂动，DAC 输出杂散，ADC ENOB 变差，低频小信号被淹没（这些场景在前文中多多少少我都有过论述和计算，感兴趣的可以自行检索阅读）

而且文中开头就指出，精密测试测量系统的供电必须兼顾：低纹波，低辐射噪声，小 PCB 面积，以及高效率；而这几个目标本身是互相冲突的：传统“全靠 LDO + 滤波”的办法虽然安静，但会占板子、发热、效率低。

核心设计思想：两级架构

整个双极性电源系统采用：高效降压级+LDO 滤波级；前级负责把高输入电压变成中间电压，重点关注：转换效率，EMI 控制，功率密度；后级 LDO 再把前级残留的纹波、噪声进一步压下去，输出干净的正负电源轨，供给：运算放大器，ADC，DAC，其他高性能模拟电路。

这个架构的本质就是：不要让 LDO 独自承担“大压差 + 大功耗 + 降噪”的全部任务；而是让开关级先做“粗变换”，LDO 再做“精修整”；这样能在效率、体积、噪声之间取得平衡。

为什么精密仪器经常需要“双极性电源”？

因为半导体的发展太快了，然后原厂疯狂的把各种模拟单元都塞进去，我来展示一个 ADI 的的 uModule：

不是说友商大混战，而是展示现在的器件设计走线

不是说友商大混战，而是展示现在的器件设计

里面的精密模拟单元是非常依赖于电源干净的，而且对各种电源的要求不一样，不是单纯的一个就可以 OK；比如 OP 做 buffer，要的是电压范围大，ADC 单元要的是电源的瞬态响应等。

可以看到各种电源相关的要求极高

可以看到各种电源相关的要求极高

另外，模拟电路是绕不开极性这个问题，也就说负压是很必要的：

0 不是终点，微微下调才是正道

0 不是终点，微微下调才是正道

另外很多精密测试测量仪器需要支持多象限工作，因此必须处理正负双向信号。比如：运放输出要能正摆也能负摆，模拟输入信号可能围绕 0V 上下变化，SMU 既要 source 也要 sink，DAC/驱动/前端缓冲常常需要 ± 电源。

所以经常会看到这类系统需要：

+15V / -15V

+12V / -12V

+5V / -5V

或更低噪声的 ± 模拟电源轨；而现实里常常只有一个主输入，比如 +24V、+12V 或电池输入，于是就得从单输入出发生成正负双电源。

前级：高效降压方案到底在做什么？

文章列了几类器件，这里重点也不是死推型号，而是帮助大家理解它们在系统中的角色。

我觉得 PPT 质量还是蛮高的

我觉得 PPT 质量还是蛮高的

GM6402：偏向“平衡尺寸和性能”

GM6402 的特点包括：输入最高 40V，连续输出 2A，输出 0.8V–16V，开关频率 200kHz–3MHz，可单电阻设定，支持外部同步；可选 Burst、脉冲跳跃、强制连续模式，带输出跟踪、软启动。

这类器件适合做什么？

适合做中等功率、尺寸受限、又希望有一定模式可调性的前级电源模块；比如一个多路模拟板卡，要先从 24V 降到 7V、5V、3.3V 等中间轨，再交给后级 LDO。

GM6403A：偏向“高集成、小体积”

GM6403A 的关键词是：高度集成，3.4V–42V 输入，固定 1.4MHz，内部补偿，支持外部同步，提供 FPWM 和 Burst 版本；集成跟踪、软启动、电源良好和保护功能；是一个“设计门槛更低、外围更少”的模块；内部集成度高，适合空间非常紧张的系统。

FPWM 版：低噪声，固定频率，对频谱更可控的场景 Burst 版：轻载省电，电池或低功耗系统

这个区分很重要；因为对精密模拟系统来说，很多时候宁可牺牲一点轻载效率，也要固定频率和更可预期的噪声谱。

GM6406：偏向“大电流 + 低 EMI”

GM6406 这里很值得关注，因为文章专门强调了：连续 6A 输出，输入 3.4V–36V，输出 1V–16V，支持扩频调频，支持可调开关节点压摆率，开关频率 200kHz–3MHz，在 1MHz / 2MHz 下效率很高。

这里有两个非常关键的工程点：

（1）扩频

扩频不是让噪声消失，而是把某个尖锐频点的能量“摊开”；让EMI 测试时峰值更容易过，某些固定频点的干扰降低，对敏感模拟链路可能更友好。

（2）可调压摆率

开关节点 dv/dt 太快，会带来：更强的高频谐波，更大的共模干扰，更强的辐射和串扰；把压摆率调慢一点，虽然可能牺牲一点效率，但能换来更好的 EMI 表现。

GM2400 系列：偏向“分立灵活配置”

GM2400 系列是单片式集成同步降压，需要外接无源器件，可按需求灵活调整：开关频率，输出电压模式，EMI 行为；其中 GM2400 / GM24001 / GM2402 对应不同电流等级和功能配置。

这一类器件适合：想自己主导外围设计，想精细优化电感、补偿、频率、热设计，另外需要个性化参数，而不是全靠集成模块固定死

GM640x 更像“现成模块化方案”，GM2400 更像“给工程师更大自由度”的分立式平台。

后级：LDO 滤波级到底在补什么？

前级 Buck 再好，也还是开关电源；它会天然带来：开关纹波，高频噪声，残余尖峰，谐波与拍频；后级 LDO 的任务，就是把这些残留进一步压低。

文章把这个级别的器件分成了三个层次。

基础选项：GM1400 / GM1402

共模低噪声负压 LDO-GM1402（性能解读）

共模低噪声负压 LDO-GM1402（低噪音设计）

共模低噪声负压 LDO-GM1402（并联多个小值电容优化频域响应）

从共模GM1402学习一种通过外部被动器件即可提升噪声性能的方法

这是一对正负 LDO：

GM1400：正压

GM1402：负压

静态电流很低，输入范围宽，小电容即可稳定，低压差，高精度，封装丰富；它们面向的是常规低噪声需求。也就是说，如果系统：电流不大，对噪声要求是“比较严”，但不是极限，更重视通用性和功耗；那么这类器件是很自然的入门方案。

升级选项：GM1415 / GM1301

这一对就明显更偏向高性能精密模拟电源了；给出关键参数：

GM1415（正压）：3µVRMS 噪声，1A 输出

GM1301（负压）：17µVRMS 噪声，1A 输出

输入范围都很宽，压差低，QFN 封装，适合仪器仪表、数据采集等噪声敏感应用；文章明确说，它们适用于给：双极性放大器，高分辨率数据转换器等电路供电。

注意一个现实问题：

正负 LDO 的噪声通常并不对称

从文章给的数据看：

正压 LDO：3µVRMS

负压 LDO：17µVRMS

说明负压轨做到极低噪声通常更难；这在很多真实器件中都很常见，不一定是“设计差”，而是负压 LDO 架构和器件物理特性所致。

高性能选型：GM1205 / GM1300

这一组的核心优势在于：更强噪声抑制，更高 PSRR，可通过 SET 引脚电容进一步提升纹波抑制：

GM1205 在 100Hz 时 PSRR 高达 120dB，在 2MHz 时仍有 62dB；儿GM1300 在 10kHz 时 PSRR 为 97dB；这类 LDO 不只是“低频安静”，而且对高频开关纹波也有很强抑制能力。

技术本质：PSRR 与频率

很多人一看到 LDO，就只看“输出噪声 xx µV”；但对开关电源后级净化来说，更关键的是：LDO 在开关频率附近还有多少 PSRR；比如前级 Buck 在 1MHz、2MHz 工作，后级 LDO 如果：低频 PSRR 很高，但 MHz 附近已经掉下来了，那就未必真能把开关纹波压干净。

文中专门强调 GM1205 在 2MHz 仍有 62dB PSRR，这其实是说：特别适合放在高频开关电源后面做后级清洁；ADC 前端怕 MHz 级残余纹波调制，DAC 输出怕电源耦合形成杂散，运放对高频供电噪声会转化为输入等效噪声、失真或环路污染

所以选 LDO 时不能只看“低频噪声很低”，还要看：100Hz 的 PSRR，10kHz 的 PSRR，1MHz / 2MHz 的 PSRR，以及输出电流下的稳定性等。

我觉得-80db 就蛮不错

我觉得-80db 就蛮不错

建议的架构

这个图的含义可以用一句话概括：用开关级提供“能量搬运”，用 LDO 提供“噪声净化”；前级高效降压，负责大压差转换，不然效率太差、热太大；后级 LDO负责最后一道“电源洁净度”关卡。

文章还特别指出，某些降压器件通过改变外部连接方式，还可以构造成：反相 Buck-Boost，从而生成负电压；也就是说，负轨不一定非得来自独立的负输入，它可以通过前级拓扑变换得到，再交给负 LDO 做净化。

这符合真实工程做法：

主输入：+12V / +24V

前级 1：降压成 +6V 或 +8V

前级 2：反相得到 -6V 或 -8V

后级：正 LDO → +5V，负 LDO → -5V

于是得到对称、干净、可控的双极性模拟电源。

总结

这篇文章想表达的是：

精密测试测量系统的双极性电源，不应简单追求“低噪声”或“高效率”中的某一项，而应采用“高效开关预调节 + 高 PSRR 低噪声 LDO 后级净化”的两级架构，在效率、尺寸、EMI 和电源纯净度之间做系统级折中。

这段我觉得可以可以新写一篇

这段我觉得可以可以新写一篇