关于芯片中电源纹波抑制比PSRR参数的理解

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1.电源纹波抑制比PSRR:

一般的转换器芯片都有这个参数,其就是评估芯片对供电电源纹波的抑制能力的一个参数。对于任意一款芯片,按照要求给芯片VCC管脚供电时,其可以输出一定的信号,满足我们的使用。但若是给芯片VCC管脚供电的电源有一定幅度的纹波时,芯片的输出是否正常呢。因此就引出了PSRR这个参数。
PSRR参数有直流PSRR和交流PSRR两种区分。我们一般只谈交流PSRR。其公式为:**
PSRR(db)=20log(Vinripple/Voutripple)。
Vinripple一般为芯片供电电源的纹波电压幅度,Voutripple为芯片的输出纹波电压幅值,不同的芯片,Voutripple所指的参数不一致,现一一介绍。

2.LDO芯片的PSRR

对于LDO芯片而言,PSRR是一个比较重要的指标。其表征了LDO芯片对电源纹波的抑制能力。下图是TLV1117芯片的PSRR参数的数据图片。
在这里插入图片描述
可以看出,PSRR参数跟芯片的负载电流Iout、Vin-Vout的差值有关。从图中可以看出,1khz时,芯片的PSRR参数数据为65db。我们来一一分析一下。
这个65db的含义表示,当对LDO芯片的电源端供电时,电源端输入1khz,1v的纹波电压,LDO芯片的输出端产生的纹波为560uv(根据公式计算)。
这个数据还是比较理想的,说明LDO芯片对纹波的抑制能力还是不错的。那么我们接着看上图的图片。对于1M的纹波,其PSRR为40db,相当于纹波缩小了100倍。随着频率越来越高,PSRR参数下降的越厉害。

3.运放芯片的PSRR

PSRR是运放芯片的一个重要参数。针对运放而言,
PSRR(db)=20log(Vinripple/Voutripple)。
这里Voutripple为Vos电压,即运放的失调电压。因此,运放芯片的电源纹波一定要小,纹波太大,会引起运放较大的失调电压,导致芯片的输出产生偏差。

在这里插入图片描述
上图是芯片AD8618的PSRR参数数据。可以看出,高频时,芯片对纹波的抑制能力较差。我们以一个电路进行分析一下。
在这里插入图片描述
我们以此电路进行分析。我们假设运放芯片的电源输入端的纹波为1Mhz,100mv,通过查询PSRR约为30db。
通过公式计算可得,输入端为1Mhz,100mv的纹波,其传递给运放芯片的Vos为3.16mv。然而,此电路运放的放大倍数为100倍,因此,最终在负输入端的3.16mv失调电压,最终传递到Vout端便为316mv的误差电压,此数据会影响运放的精度。
另外,像芯片ADC、DAC也有PSRR参数,其对应的参数不一样,在此不进行介绍。其实就是一句话,PSRR就是评估芯片对输入电源纹波的抑制能力的参数。

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