運算電源抑制比(PSRR)測量及設計注意事項

1、簡介

? ? ? ? 如果運放的供電電源發生變化,輸出不應發生變化,但實際運放隨著供電電源的波動,運放輸出也將會發生波動。折合到輸出端,PSRR定義 = Xv(電源電壓波動) / Yv(輸出電壓波動),該量為無量綱,通常以dB表示。

? ? ? ? PSRR可折合到輸出端(RTO)或輸入端(RTI)。RTI值可以用RTO值除以放大器增益得出,在傳統運放中,該增益值為噪聲增益

? ? ? ? PSRR以dB表示時可能為正直也可能為負值,具體取決于PSRR是定義為電源電壓變化除以輸出電壓變化,還是相反。

? ? ? ? 通常PSRR與紋波或噪聲頻譜密切相關,這一點至關重要,如下圖所示。

2 PSRR參數測試

????????PSRR參數測試原理如下圖所示。

3 運放供電與功耗

? ? ? ? 運放沒有接地端,電源電壓規格通常采用±XV的形式表示,但實際上也可以表示為2XV。重要的是,共模和輸出范圍與電源有關。

????????通常,數據手冊會建議運算放大器在一定電源電壓范圍內(如+3 V至±16.5 V)工作,還會列
出幾個電源值時的參數,以便用戶進行推算。如果最低電源電壓很高,通常是由于器件采用了需要閾值電壓進行工作的結構(如齊納二極管)。

? ? ? ? 數據手冊還會提供功耗,任何流入某一電源引腳的電流都會從另一個引腳或輸出端流出。當輸出處于開路狀態時,功耗很容易通過電源電壓和電流計算得出。當電流流入負載時,總功耗計算只需減去負載功耗就能得出器件功耗。(注意:如果負載沿中間軌接地,則負載電流是從電源流向地,而不是在電源間流動),

4 PSRR改善措施

? ? ? ? 運放PSRR與頻率有關,因此其電源必須充分去藕。低頻時,如果幾個器件的PC走線距離都不超過10厘米,這些器件就可以在每個電源上共用一個10至50uF電容。

? ? ? ? 高頻時,每個IC的電源引腳都應采用具有短引線、約為0.1uF的低電感電容進行去藕處理。這些電容還必須為運放負載中的高頻電流提供回路。

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