Коэффициент подавления электропитания

_В электронных системах коэффициент подавления помех по электропитанию ( PSRR ), а также коэффициент подавления напряжения питания ^[1] ( kSVR ; SVR ) — это термин, широко используемый для описания способности электронной схемы подавлять любые изменения напряжения питания в ее выходном сигнале.

В спецификациях операционных усилителей PSRR определяется как отношение изменения напряжения питания к эквивалентному (дифференциальному) выходному напряжению, которое он производит, ^[2] часто выражается в децибелах . ^{[3] [4] [5]} Идеальный операционный усилитель имел бы бесконечный PSRR, поскольку устройство не должно иметь никаких изменений выходного напряжения при любых изменениях напряжения питания. Выходное напряжение будет зависеть от цепи обратной связи, как в случае обычных входных смещенных напряжений. Но тестирование не ограничивается постоянным током (нулевой частотой); часто операционный усилитель также будет иметь свой PSRR, заданный на различных частотах (в этом случае отношение является одним из среднеквадратичных амплитуд синусоид , присутствующих в источнике питания, по сравнению с выходом, с учетом усиления). Нежелательные колебания , включая колебания моторной лодки , могут возникать, когда усилительный каскад слишком чувствителен к сигналам, подаваемым через источник питания от более позднего каскада усилителя мощности .

Некоторые производители указывают PSRR в терминах напряжения смещения, которое он вызывает на входах усилителей; другие указывают его в терминах выхода; отраслевого стандарта для этого вопроса нет. ^[6] Следующая формула предполагает, что он указан в терминах входа:

${\displaystyle {\text{PSRR}}[{\text{dB}}]=10\log _{10}\left({\frac {\Delta {V_{\text{supply}}}^{2}{A_{v}}^{2}}{\Delta {V_{\text{out}}}^{2}}}\right){\text{dB}}}$

где - коэффициент усиления по напряжению. ${\textstyle A_{v}}$

Например: усилитель с PSRR 100 дБ в схеме, дающей 40 дБ усиления замкнутого контура , позволит наложить около 1  милливольта пульсации питания на выход на каждый 1  вольт пульсации в питании. Это происходит потому, что

${\displaystyle 100\ {\text{dB}}-40\ {\text{dB}}=60\ {\text{dB}}}$.

А поскольку это 60 дБ подавления, знак отрицательный, поэтому:

${\displaystyle 1\ {\text{V}}\cdot 10^{\frac {-60}{20}}=0.001\ {\text{V}}=1\ {\text{mV}}}$

Примечание:

• PSRR не обязательно имеет те же полюса, что и A(s), коэффициент усиления операционного усилителя без обратной связи, но, как правило, также имеет тенденцию ухудшаться с ростом частоты (например, http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/opa2277.pdf). ^[7]
• Для усилителей с положительным и отрицательным питанием (по отношению к земле, как это часто бывает в операционных усилителях ) PSRR для каждого напряжения питания может быть указан отдельно (иногда пишется: PSRR+ и PSRR−), но обычно PSRR тестируется с помощью сигналов противоположной полярности, подаваемых на обе шины питания одновременно (в противном случае коэффициент подавления синфазного сигнала (CMRR) повлияет на измерение PSRR).
• Для регуляторов напряжения иногда цитируется PSRR (что сбивает с толку; для обозначения коэффициентов изменения выходного напряжения), но часто эта концепция переносится на другие термины, относящиеся к изменениям выходного напряжения по отношению к входному: подавление пульсаций (RR) для низких частот, переходная характеристика линии для высоких частот и стабилизация линии для постоянного тока.

Ссылки

1. http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tl071.pdf ^{[ пустой URL-адрес PDF ]}
2. Определение PSRR в глоссарии Maxim Integrated
3. Аллен, Филлип; Холберг, Дуглас, Проектирование аналоговых схем КМОП , Oxford University Press, Inc, cc 1987.
4. Франко, Проектирование с использованием операционных усилителей и аналоговых интегральных схем , McGraw-Hill, Inc, cc 1988.
5. Юнг, Уолт; Справочник по применению операционных усилителей , Newnes, 2006, стр. 86 http://www.analog.com/library/analogdialogue/archives/39-05/Web_Ch1_final_R.pdf#page=93
6. Коэффициент подавления помех (PSRR) и напряжения питания операционного усилителя. Приложение/руководство Analog Devices MT-043
7. Методы измерения выходных пульсаций/шума.

Внешние ссылки

• Коэффициент подавления помех источника питания операционного усилителя (PSRR) и напряжения питания от Analog Devices, Inc. Определение и измерение PSRR.
• Замечание по применению PSRR-тестирования линейных регуляторов напряжения, Флориан Хеммерле (OMICRON Lab) и Стивен Сэндлер (Picotest)
• Введение в проектирование систем с использованием интегральных схем, через Google Books