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什么是PSRR以及影響它的變量有哪些?

dKBf_eetop_1 ? 來源:未知 ? 作者:李倩 ? 2018-04-29 16:26 ? 次閱讀
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低壓差線性穩壓器LDO)最大的優點之一是它們能夠衰減開關模式電源產生的電壓紋波。這對鎖相環(PLL)和時鐘信號調節器件在內的數據轉換器尤為重要,因為噪聲電源電壓會影響性能。我的同事Xavier Ramus在博客中介紹了噪音對信號調節設備的不利影響:減少高速信號鏈電源問題。然而,電源抑制比(PSRR)仍然通常被誤認為單一的靜態值。在這篇文章中,我將嘗試說明什么是PSRR以及影響它的變量有哪些。

什么是PSRR?

PSRR是許多LDO數據手冊中的公共技術要求。它規定了某個頻率的AC元件從輸入到LDO輸出的衰減程度。公式1表示PSRR為:

該等式告訴您衰減越高,每分貝的PSRR值越高。(應該指出的是,一些供應商會使用負號來表示衰減。大多數供應商,包括德州儀器都不這樣用。)

在數據手冊的電氣特性表中找到頻率為120Hz或1kHz的PSRR并不罕見。但是,單獨使用此規范可能對確定指定LDO是否符合您的過濾要求沒有多大幫助。讓我們來看看為什么這么說。

確定您的應用程序的PSRR

圖1展示了一個從12V電源軌調節4.3V的DC / DC轉換器,。其次是TPS717,一款高PSRR LDO,用于調節3.3V電源軌。在4.3V電源軌上,開關產生的紋波達到±50mV。LDO的PSRR將決定TPS717輸出端的紋波量。

圖1:使用LDO來過濾開關噪聲

為了確定衰減程度,您必須首先知道波紋在哪個頻率出現。假設這個例子頻率為1MHz,因為它正好處于常用開關頻率范圍的中間。您可以看到,指定為120Hz或1kHz的PSRR值無助于此分析。相反,您必須參考圖2中的PSRR圖。

圖2:VIN- VOUT= 1V時,TPS717的PSRR曲線

在下列條件下,1MHz時的PSRR指定為45dB:

IOUT= 150mA

VIN– VOUT= 1V

COUT= 1μF

假設這些條件符合你自己的條件。在這種情況下,45dB相當于178的衰減系數。您可以預定輸入端的±50mV紋波在輸出端被壓縮至±281μV。

改變條件

但假設您改變了條件,并決定將VIN- VOUTdelta降至250mV,以便更有效地進行調節。然后您需要查看圖3中的曲線。

圖3:VIN - VOUT = 0.25V時,TPS717的PSRR曲線

您可以看到,在所有其他條件保持不變的情況下,1MHz時的PSRR降至23dB,或者說衰減系數為14。這是由于CMOS通道元件進入三極管(或線性)區域; 也就是說,隨著VIN - VOUT三角接近壓差電壓,PSRR開始下降。(請記住,壓差電壓是關于輸出電流以及其他因素的函數。因此,較低的輸出電流會降低壓差并有助于提高PSRR。)

改變輸出電容也會有影響,如圖4所示。

圖4:VIN - VOUT = 0.25V,COUT =10μF時,TPS717的PSRR曲線

將輸出電容從1μF增加到10μF,盡管VIN-VOUT增量保持在250mV,1MHz時的PSRR增加到了42dB。曲線中的高頻峰已經向左移動。這是由于輸出電容器的阻抗特性導致的。通過適當調整輸出電容的大小,您可以調整或增加衰減,使之與特定的開關噪聲頻率一致。

轉動所有旋鈕

只需調整VIN - VOUT和輸出電容,就可以改善特定應用的PSRR。但這絕不是影響PSRR的唯一變量。表1展示了各種影響因素。

表1:影響PSRR的變量

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原文標題:LDO基礎知識:電源抑制比

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