电源抑制比(PSRR)的根本常识_暗记_电源

我们在运用LDO和一些运放的时候，规格书中都会标准PSRR这个指标，本日我们来一起理解一下这个指标的内容。

PSRR电源抑制比 ，英文名Power Supply RejecTIon RaTIo，简称PSRR，它描述了电路抑制任何电源变革通报到其输出旗子暗记的能力，常日以dB为单位进行丈量，用来描述输出旗子暗记受电源影响。
它最常与运算放大器 (op amps)、DC-DC转换器、线性稳压器和低压差稳压器 (LDO) 的利用干系。

对付运算放大器，电源抑制比描述了放大器在其直流电源电压变革时保持其输出电压的能力。
与此同时，电源抑制比量化了在电源转换运用中阻挡来自输入源的纹波电压的能力。

空想运算放大器的PSRR为零。
但是，实际运算放大器的PSRR与频率有关。
旗子暗记频率越高，PSRR越低。
PSRR常日根据输入来衡量，但没有行业标准。

例如，当根据输入指定时，PSRR=10log (ΔVsupply2Av2 )/ΔVout2 )，个中 Av=电压增益。
PSRR越大，输出旗子暗记受到电源的影响也就越小，以是同样情形下希望运放的PSRR越大越好。

在低噪声和精密运用中，PSRR是非常主要的，由于运算放大器的输出是电源以及输入值的函数，如果放大级对通过电源输入的旗子暗记过于敏感，则可能会发生不须要的振荡。
此外，较差的PSRR会导致效率降落。
以是，良好的PSRR在须要最低功耗的精密汽车、工业和医疗设计中非常主要。

二． 运算放大器中的PSRR

众所周知，PSRR在设计中至关主要时，因此设计职员该当独立于数据表丈量其值。
制造商给出的数据确实很好看，但不同的设计需求对PSRR的哀求也是不尽相同。
尤其是在较高频率下(如下图)，丈量PSRR常日在+Vcc和-Vee上利用平衡旗子暗记，以防止共模效应影响PSRR丈量。

但是，实际电路设计中可能并不总是存在平衡旗子暗记，以是这会影响PSRR。
此外，PSRR与旗子暗记幅度有关。
在许多运用电路中，电源线上的纹波和噪声将远低于用于开拓数据表中利用的测试数据的纹波和噪声。
在实际电路实现中，电路增益和PCB寄生参数也会影响PSRR。

(数据表中运算放大器的PSSR(左)和实测值(右)比较)

在LDO中，PSRR有时称为电源电压抑制比 (SVRR)，用于衡量LDO在各种频率下抑制输入噪声的能力(如下图所示)。

PSRR可能是音频、射频 (RF) 以及医疗和其他传感器运用中的一个关键参数。
输入纹波可能有多种来源，包括来自电源的50/60Hz滋扰、来自上游DC/DC开关转换器的输出纹波，或来自PCB上不同电路块耦合的纹波。
PSRR常日在10Hz到1MHz或更高频率范围内丈量。
对付电源转换运用，PSRR=20 log(纹波输入/纹波输出)。

(高PSRR使LDO能够充当噪声滤波器，以防止输入上的纹波和噪声耦合到输出)

LDO PSRR包括三个频率区域(如下图所示)。
在较低频率区域，直到带隙滤波器的滚降频率，PSRR由开环增益和带隙因子的组合产生。
在带隙滤波器的滚降频率之上，直到单位增益频率，PSRR紧张是LDO开环增益的结果。

高于单位增益频率时，不才图区域3中，PSRR受输出电容支配，受Vin和Vout之间寄生效应的影响较小。
利用具有较低等效串联电阻的较大输出电容器可以提高区域3的PSRR，但也可能会影响较低频率下的PSRR。
虽然可以利用具有更高PSRR的LDO来代替更大输出电容器，但是具有高PSRR额定值的LDO每每须要更高的电源电流，这样比较随意马虎受到振荡的影响。

如上所述，区域2中的PSRR紧张由反馈回路的增益决定，任何影响增益的成分也会影响PSRR。
例如，较高的负载电流每每会降落LDO的输出阻抗，从而降落增益。
此外，更高的负载电流将输出极移到更高的频率，从而增加反馈回路的带宽。
因此，组合效应可以较低频率降落了PSRR，在较高频率增加了PSRR。

在某些情形下，LDO和开关模式DC-DC转换器的组合可以为噪声敏感设备供应最佳电源。
当噪声不是紧张考虑成分时，例如为数字电路供电时，仅利用DC-DC的办理方案可供应更高的效率(相同尺寸和本钱情形下)。

另一方面，仅利用LDO可以供应一种小型、大略且本钱合理的办理方案，但效率较低。

与仅利用LDO的方法比较，利用具有DC-DC转换器的高PSRR LDO可以办理效率低的问题，并且与利用没有LDO的DC-DC转换器比较，噪声更低。

事实上，它产生的噪声与仅利用LDO的办理方案一样低。
例如，在具有12Vdc电源总线的分布式电源架构中，DC-DC转换器可用于将大容量配电电压降落至3.6VDC，并馈入高PSRR LDO以供应3.3Vdc以向噪声敏感电路元件供电。

如下图所示，LDO输出的纹波在几十毫伏范围内，远低于DC-DC转换器的输出纹波。

(DC-DC转换器(上)与高PSRR LDO(下)结合可供应良好的端到端效率和低纹波)

大略来说，电源抑制比(PSRR)因此dB为单位丈量，并量化了电路抑制任何电源变革通报到其输出旗子暗记的能力，紧张用于描述运算放大器和LDO的性能，在各种运用中都很主要，包括音频、RF、仪器仪表和传感器。

此外，在对PSRR特殊敏感的运用中，最好在实际操作条件下丈量其值，由于它可能与数据表中的值有所出入，从而影响器件的利用性能。

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