【选型】LDO电源芯片RX5RE助力手持式脉象采集仪，低功耗纹波小，小封装可有效减少步线面积
笔者设计的一款外包项目—— 一个脉象采集仪的LDO应用。LDO能最大限度地节省系统电源的布线面积。关于LDO，其实在选择及使用的时候有很多考究。
笔者设计的手持式脉象采集仪，所用的传感器为脉搏传感器（测量原理为光在血红细胞中的通量转换为电信号），外接一块OLED，外设还使用到了串口线。系统采用单节锂电池供电，电压范围为3.8V至4.2V，模拟量和数字量电源分开，数字部分采用3.3V供电，模拟部分电源采用2.8V供电，MCU的模拟供电也用2.8V供电。
无论模拟部分还是数字部分，输入输出压差都很小，同时模拟部分供电电压比较低，因此需要采用线性度较高，纹波小的高性能LDO芯片。因此笔者选择了NISSHINBO（原理光微电子）的LDO电源芯片，型号为RX5RE。这一系列的LDO非常适用于低功耗场合，首先它的静态漏电流非常小；其次，和普通的1117系列的LDO相比纹波要小很多，并且输出的电压值每差0.1V就有对应的芯片款式；第三，它的封装为SOT-89，这样的一款小封装芯片有效地减少了布线的面积，在手持式设备的狭小空间里，能够留出更多灵活的布线区域。另外除了适用于低功耗场合，它也同样适用于对采样精度要求高、对驱动电流有一定要求的应用中。
RX5RE的内部结构框图如下图所示，是经典的LDO电路模型。其中PMOS拥有极低的压差，相比之下内部的静态损耗能变得更小。
图1：LDO RX5RE内部原理图
这款芯片的优点还在于有很多后缀型号，稳压电压精度非常高。由于笔者的模拟部分的电源需要2.8V供电，数字部分需要3.3V供电，因此笔者在第一版设计的时候，选择了RX5RE28A和RX5RE33A两款。其中后缀中的28A和33A分别表示输出的电压值为2.8V和3.3V。值得注意的是，当压差较小的时候，输出的电流最大值也会随之减小。至于其原理可以从LDO的原理中分析出来。
笔者在芯片选型的时候，无意间看到了这么一张电路图图片：
图2：电压调整电路
调整公式为：
其中Vreg为芯片的默认输出电压，Iss为芯片静态漏电流（笔者在计算的时候取1μA）。这个电路能够微调输出电压，笔者尝试了一下，这样便可以用输出为2.8V的芯片输出3.3V了。其中R1和R2的分压电阻可以设置为：700K，100K。考虑到这两颗电阻和芯片内部的分压电阻串并联关系，因此，分压电阻数量级一定要大。不然稳出的电压会有偏差。但笔者为了省略这两颗电阻，节约能节约的成本，还是用了两块后缀不同的LDO芯片。
LDO本身的电压输出非常稳定，由于笔者ADC采样为10位，在手指未放入传感器时，电压值几乎保持在3/1024以内跳动。所以笔者默认这款LDO能达0.3%以下的精度。下图便是笔者关于LDO给模拟部分供电后的心率采样波形。红色为一阶低通滤波前的波形，黄色为低通滤波后的波形。对实时性要求不高的系统来说，这样的模拟量波形已经能够满足项目的需求。
图3：脉搏传感器采样波形
相关技术文档：
Ricoh（理光微电子） RX5RE 应用于消费市场的电压调节器数据手册
关于Nisshinbo (日清纺)
原新日本无线（NJR）株式会社和原理光微电子（原RICOH）株式会社已于2022年1月合并，并以⽇清纺微电⼦（Nisshinbo）株式会社的名义运营。日清纺（Nisshinbo）整合两家公司的优势，完善 "连接一切 "的技术，并努力作为一个模拟解决方案的供应商进一步成长和发展，为实现超智能社会做出贡献。
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型号- R8154J001C-T1-#E,R8154JXX1*-T1-FE,R8154J301B,R8154XXXXB,R8154XXXXE,R8154XXXXD,R8154XXXXF,R8154X,R8154J301E,R8154X SERIES,R8154S252D,R8154S802D,R8154J301D,R8154X30XX,R8154S252B,R8154S802B,R8154J341B,R8154J301F,R8154J341E,R8154J341D,R8154X34XX,R8154J341F,R8154J801D,R8154X25XX,R8154J801B,R8154SXX2*-E2-FE,R8154S282D,R8154J801F,R8154J801E,R8154SXX2B,R8154J251F,R8154J001C,R8154X80XX,R8154S902D,R8154S902B,R8154S502B,R8154S332D,R8154J251B,R8154S332B,R8154S502D,R8154J251D,R8154SXX2∗-E2-FE,R8154J251E,R8154J901E,R8154J901D,R8154J901B,R8154J501B,R8154J501E,R8154J501D,R8154J901F,R8154X90XX,R8154S852D,R8154S282B,R8154JXX1B,R8154J331B,R8154J501F,R8154S602B,R8154JXX1D,R8154J331D,R8154X50XX,R8154JXX1F,R8154S852B,R8154S602D,R8154J331F,R8154JXX1E,R8154J331E,R8154X33XX,R8154J601B,R8154X28XX,R8154J601E,R8154J851B,R8154J601F,R8154J601D,R8154SXX2B,R8154S302B,R8154J281D,R8154J281E,R8154SXX2D,R8154J281F,R8154X85XX,R8154J851F,R8154X60XX,R8154J851E,R8154S342D,R8154J851D,R8154S342B,R8154S302D,R8154J281B
RP122x Series 400 mA Low Noise and Low Supply Current LDO Regulator
型号- RP122N251B,RP122N481B,RP122N481D,RP122N421B5,RP122N401D,RP122ZXX3∗-TR-F,RP122N401B,RP122K121D,RP122K351D,RP122Z25XB,RP122Z48XB,RP122Z25XD,RP122Z48XD,RP122K121B,RP122K351B,RP122Z40XB,RP122N291D5,RP122Z40XD,RP122X47XX,RP122X24XX,RP122N251D,RP122Z31XD5,RP122N141B,RP122Z13XD,RP122N121D5,RP122Z13XB,RP122N181B5,RP122K231D,RP122K461D,RP122X12XD,RP122Z36XB,RP122Z36XD,RP122K231B,RP122K461B,RP122N301B5,RP122X36XX,RP122X13XX,RP122N371D,RP122N371B,RP122N141D,RP122N241B,RP122N471D,RP122Z41XD,RP122K341D,RP122Z26XB,RP122Z42XD5,RP122Z26XD,RP122K341B,RP122N311B5,RP122K191B,RP122X25XX,RP122X48XX,RP122N481X,RP122Z41XB,RP122K191D,RP122X40XX,RP122N471B,RP122N241D,RP122N131B,RP122N361B,RP122Z14XD,RP122Z14XB,RP122N181D5,RP122K451D,RP122Z37XB,RP122K221B,RP122Z37XD,RP122K451B,RP122K221D,RP122N301D5,RP122X14XX,RP122X37XX,RP122X31XX5,RP122ZXXXX,RP122N131D,RP122N361D,RP122N421D,RP122N421B,RP122N281X,RP122K141B,RP122K371B,RP122X42XX5,RP122X48XD,RP122Z23XB,RP122Z46XB,RP122K141D,RP122K371D,RP122Z23XD,RP122Z46XD,RP122Z42XB5,RP122N311D5,RP122X26XX,RP122Z18XD5,RP122N271D,RP122X41XX,RP122Z12XD5,RP122N271B,RP122K401B,RP122K401D,RP122N311D,RP122N311B,RP122K251B,RP122K481B,RP122Z34XB,RP122K251D,RP122K481D,RP122Z29XD5,RP122Z19XD,RP122Z34XD,RP122NXX1X,RP122Z19XB,RP122K281B5,RP122X38XX,RP122X15XX,RP122K451B5,RP122N391D,RP122X18X∗5,RP122X30XX,RP122Z30XB5,RP122N391B,RP122N161D,RP122N161B,RP122N411D,RP122N411B,RP122N421D5,RP122K361B,RP122K131D,RP122Z24XB,RP122K361D,RP122Z47XB,RP122Z24XD,RP122Z47XD,RP122K131B,RP122Z48XX,RP122X27XX,RP122X42XX,RP122Z31XB5,RP122N261D,RP122X30XX5,RP122N261B,RP122Z12XD,RP122N301D,RP122Z12XB,RP122K481X,RP122N301B,RP122K471B,RP122K241D,RP122X29XX5,RP122Z35XB,RP122K471D,RP122Z35XD,RP122XXXXD,RP122K121B5,RP122K241B,RP122XXXXB,RP122K281D5,RP122X16XX,RP122X39XX,RP122K451D5,RP122X18XX5,RP122X31XX,RP122N151D,RP122N381D,RP122KXX1∗-TR,RP122N151B,RP122N381B,RP122Z30XD5,RP122Z29XB,RP122N441D,RP122Z29XD,RP122K311B,RP122N211D,RP122N441B,RP122N211B,RP122Z21XB,RP122Z44XB,RP122Z21XD,RP122Z44XD,RP122K161B,RP122K391B,RP122Z28XD5,RP122K311D,RP122K301B5,RP122N,RP122K,RP122K291B5,RP122X28XX,RP122K161D,RP122K391D,RP122ZXX1X,RP122N291D,RP122X43XX,RP122N291B,RP122X20XX,RP122Z17XB,RP122K281X,RP122N331D,RP122K421B,RP122N331B,RP122N451B5,RP122Z32XB,RP122Z32XD,RP122K271B,RP122K421D,RP122K121D5,RP122K181B5,RP122Z17XD,RP122K271D,RP122X17XX,RP122Z18XX,RP122XXXXX,RP122X32XX,RP122N181D,RP122N181B,RP122X12XX5,RP122K421B5,RP122N431D,RP122K301B,RP122N201D,RP122N431B,RP122ZXX1∗-TR-F,RP122N201B,RP122X28XD,RP122Z22XB,RP122K151B,RP122X28XX5,RP122Z45XB,RP122Z22XD,RP122K381B,RP122K151D,RP122Z45XD,RP122K301D,RP122K301D5,RP122X29XX,RP122K381D,RP122K291D5,RP122X21XX,RP122X44XX,RP122N281D,RP122Z12XB5,RP122N281B,RP122Z18XB5,RP122N321D,RP122K411B,RP122N321B,RP122N181X,RP122Z33XB,RP122K261B,RP122Z45XD5,RP122Z33XD,RP122K261D,RP122K181D5,RP122Z29XB5,RP122Z18XD,RP122K411D,RP122Z18XB,RP122X18XX,RP122X45XX5,RP122X33XX,RP122KXX1X,RP122N171D,RP122N171B,RP122Z27XD,RP122N231D,RP122N461D,RP122N231B,RP122K421D5,RP122Z42XD,RP122K331B,RP122Z27XB,RP122K331D,RP122K181B,RP122Z28XX,RP122Z42XB,RP122K181D,RP122X45XX,RP122X22XX,RP122N461B,RP122Z15XD,RP122Z38XD,RP122N351B,RP122N121D,RP122Z15XB,RP122N121B,RP122Z45XB5,RP122Z30XD,RP122K211B,RP122K441B,RP122Z38XB,RP122K211D,RP122K441D,RP122K311B5,RP122X19XX,RP122K291B,RP122Z30XB,RP122K291D,RP122N281B5,RP122X34XX,RP122N351D,RP122N451D,RP122X SERIES,RP122Z28XD,RP122N221D,RP122K181X,RP122N451B,RP122N221B,RP122Z43XB,RP122Z20XD,RP122Z43XD,RP122K171B,RP122NXX1∗-TR-FE,RP122K321B,RP122X,RP122Z28XB5,RP122Z28XB,RP122K321D,RP122ZXX3X,RP122K171D,RP122Z20XB,RP122N291B5,RP122X23XX,RP122X46XX,RP122N341D,RP122Z16XB,RP122Z39XD,RP122N341B,RP122K201B,RP122Z31XD,RP122N451D5,RP122K281B,RP122Z,RP122N121B5,RP122K431B,RP122K201D,RP122K311D5,RP122Z39XB,RP122Z16XD,RP122K431D,RP122K281D,RP122N281D5,RP122Z31XB,RP122X12XX,RP122X35XX,RP122N191D,RP122N191B
RP110x SERIES 150mA Low Supply Current LDO REGULATOR
型号- RP110K081D,RP110X08XX,RP110K081B,RP110K081C,RP110LXX1∗-TR,RP110N361D,RP110N131C,RP110N361C,RP110N361B,RP110N131D,RP110L171C,RP110L171D,RP110N131B,RP110L171B,RP110K191C5,RP110L121B5,RP110N241D,RP110N241C,RP110L281D,RP110N241B,RP110L281C,RP110L281B,RP110K191D5,RP110X SERIES,RP110L121C5,RP110N141D,RP110N141B,RP110N141C,RP110L181B,RP110L181C,RP110L181D,RP110K181D5,RP110Q282D5,RP110K191D,RP110Q282B5,RP110K191B,RP110K191C,RP110L121D5,RP110N251D,RP110N251C,RP110N251B,RP110L291C,RP110L291B,RP110L291D,RP110K191B5,RP110Q282C5,RP110Q202B,RP110K291B,RP110K291C,RP110Q202D,RP110K291D,RP110Q202C,RP110K091C5,RP110L151B,RP110N341D,RP110N111C,RP110N341C,RP110N341B,RP110N111D,RP110L151C,RP110L151D,RP110N111B,RP110Q312B,RP110K181B,RP110N281B5,RP110K181C,RP110Q312D,RP110N181D5,RP110K181D,RP110Q312C,RP110K091D5,RP110L261B,RP110N221D,RP110N221C,RP110L261C,RP110N221B,RP110L261D,RP110N181C5,RP110K281B,RP110K281C,RP110K281D,RP110N281C5,RP110Q 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R8152x Series 1 A 24 V LDO for Automotive Applications
型号- R8152S088B,R8152X031B,R8152S076B,R8152J080B,R8152X140B,R8152S064B,R8152X055B,R8152X043B,R8152J092B,R8152X079B,R8152X067B,R8152S105B,R8152S117B,R8152J145B,R8152J048B,R8152J036B,R8152S063B,R8152S051B,R8152X109B,R8152S160B,R8152S099B,R8152S087B,R8152J091B,R8152S075B,R8152X044B,R8152X165B,R8152X032B,R8152S104B,R8152X068B,R8152X056B,R8152S116B,R8152J120B,R8152J035B,R8152J059B,R8152J047B,R8152X069B,R8152S074B,R8152S062B,R8152S050B,R8152X150B,R8152S078B,R8152S066B,R8152X053B,R8152S054B,R8152X041B,R8152S042B,R8152S175B,R8152X077B,R8152J082B,R8152X065B,R8152J070B,R8152X089B,R8152J094B,R8152S107B,R8152S119B,R8152J111B,R8152J135B,R8152J038B,R8152X107B,R8152S041B,R8152S150B,R8152X119B,R8152S089B,R8152S077B,R8152X042B,R8152S065B,R8152X030B,R8152S053B,R8152X066B,R8152J093B,R8152X054B,R8152X175B,R8152J081B,R8152X078B,R8152S118B,R8152J110B,R8152S106B,R8152J037B,R8152J049B,R8152S052B,R8152S040B,R8152X108B,R8152S056B,R8152S165B,R8152S044B,R8152S032B,R8152X120B,R8152X035B,R8152S068B,R8152J044B,R8152J165B,R8152J032B,R8152X091B,R8152J068B,R8152J056B,R8152S109B,R8152J109B,R8152X048B,R8152X036B,R8152S140B,R8152S067B,R8152S055B,R8152S043B,R8152S031B,R8152X145B,R8152S079B,R8152J031B,R8152S108B,R8152J140B,R8152J055B,R8152J043B,R8152X080B,R8152J079B,R8152J067B,R8152X092B,R8152J108B,R8152X037B,R8152X049B,R8152S030B,R8152S034B,R8152S155B,R8152X130B,R8152J090B,R8152X033B,R8152X057B,R8152S058B,R8152X045B,R8152S046B,R8152J046B,R8152J034B,R8152J155B,R8152J058B,R8152X058B,R8152S045B,R8152S033B,R8152S130B,R8152X046B,R8152S069B,R8152X034B,R8152X155B,R8152S057B,R8152J130B,R8152J033B,R8152J057B,R8152X090B,R8152J045B,R8152J069B,R8152XXXXB,R8152X059B,R8152X047B,R8152X SERIES,R8152X095B,R8152X083B,R8152S048B,R8152X112B,R8152S036B,R8152S145B,R8152J040B,R8152X100B,R8152J064B,R8152J052B,R8152J088B,R8152J076B,R8152X071B,R8152X180B,R8152J105B,R8152J117B,R8152X125B,R8152X113B,R8152S091B,R8152SXXXB-E2-FE,R8152X084B,R8152X072B,R8152X096B,R8152S120B,R8152S059B,R8152X101B,R8152S047B,R8152J051B,R8152S035B,R8152J160B,R8152J075B,R8152J063B,R8152J099B,R8152J087B,R8152X060B,R8152J116B,R8152J104B,R8152X114B,R8152X102B,R8152S090B,R8152S111B,R8152X110B,R8152S038B,R8152S135B,R8152J042B,R8152J030B,R8152J066B,R8152J054B,R8152J175B,R8152J078B,R8152X093B,R8152X081B,R8152J107B,R8152J119B,R8152S081B,R8152X135B,R8152X038B,R8152S093B,R8152S110B,R8152X094B,R8152S049B,R8152S037B,R8152J150B,R8152X111B,R8152J053B,R8152J041B,R8152J077B,R8152J065B,R8152J089B,R8152X082B,R8152X070B,R8152J118B,R8152J106B,R8152S092B,R8152S080B,R8152X039B,R8152X051B,R8152X160B,R8152X075B,R8152X063B,R8152X099B,R8152S125B,R8152J060B,R8152X087B,R8152S101B,R8152J084B,R8152S113B,R8152J072B,R8152J096B,R8152JXXXB-T1-FE,R8152J101B,R8152J125B,R8152J113B,R8152S180B,R8152X105B,R8152X117B,R8152S095B,R8152S083B,R8152S071B,R8152X040B,R8152S100B,R8152X064B,R8152X052B,R8152X088B,R8152J071B,R8152X076B,R8152J180B,R8152S112B,R8152J095B,R8152J083B,R8152S039B,R8152J112B,R8152J100B,R8152J039B,R8152S070B,R8152X118B,R8152X106B,R8152S094B,R8152S082B,R8152X073B,R8152X061B,R8152X097B,R8152S098B,R8152X085B,R8152S086B,R8152S103B,R8152S115B,R8152J062B,R8152J050B,R8152J086B,R8152X,R8152J074B,R8152J098B,R8152X170B,R8152J103B,R8152J115B,R8152X103B,R8152X115B,R8152S085B,R8152S073B,R8152S061B,R8152S170B,R8152X062B,R8152X050B,R8152X086B,R8152X074B,R8152S097B,R8152S114B,R8152J170B,R8152X098B,R8152J073B,R8152S102B,R8152J061B,R8152J097B,R8152J085B,R8152J114B,R8152J102B,R8152X116B,R8152X104B,R8152S096B,R8152S084B,R8152S072B,R8152S060B
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