電源上的噪聲通常會傳播到輸出端,并且通常是不需要的,特別是在精密測量和RF通信等敏感應用中。線性穩壓器 (LDO) 根據其電源抑制比 (PSRR) 抑制交流噪聲。PSRR是噪聲頻率和輸入至輸出電壓差的函數。此外,PSRR值在制造商的數據手冊中并未一致顯示。本應用筆記介紹了使用OMICRON的Bode 100確定MAX38902A/B的PSRR的詳細測量步驟,從而使讀者能夠在適合其應用的條件下進行自己的PSRR測量。
介紹
電源抑制比(PSRR)描述了放大器在其直流電源電壓變化時保持輸出電壓的能力。該比率可以表示如下:PSRR = (V的變化在)/(V 中的更改外).圖 1 顯示了 PSRR 公式的概念,其中 V在和 V外分別表示輸入和輸出的變化。
圖1.MAX38902 PSRR框圖
實際上,輸入電源上的噪聲也會傳播到輸出端。在運算放大器中,正電源和負電源會產生PSRR+和PSRR?。然而,在低壓差穩壓器(LDO)中,一個PSRR值是衡量穩壓器在標稱直流電壓下抑制交流信號的能力的指標。通常,PSRR以分貝表示,并在很寬的頻率范圍內(10Hz至1MHz是常見的)內定義,公式如下:
PSRR = -20Log (紋波輸入)/(紋波輸出)
其中紋波輸入是V變化的RMS值在輸入端(施加的電源)和紋波輸出是輸出端電壓變化的RMS值。
請注意,PSRR 是一個負值,但為簡單起見,我們有時會刪除符號并提及絕對值。
PSRR性能在很大程度上取決于輸入至輸出電壓的差異。隨著輸入電壓的下降和LDO接近壓差,PSRR性能會顯著下降。這是因為當輸入電壓降低時,功率pMOS調整器件接近飽和操作邊界,需要較大的柵極電壓擺幅來維持穩壓。發生PSRR降級的特定輸入電壓取決于LDO的壓差規格。
通常,當輸入在壓差規格的三倍以內時,LDO抑制輸入電源紋波的能力會顯著下降。例如,MAX38902A/B保證壓差為100mV,因此,如果需要合理的PSRR (~40dB)性能,壓降不應低于300mV。提高輸入電壓可以改善PSRR。同時,較高的輸入至輸出電壓會增加LDO的功耗,并對效率產生不利影響。這種額外的功率損耗通常是不希望的。具有更好壓差性能的LDO有可能以最小的輸入至輸出電壓提供最佳的PSRR,從而產生更高的效率。
圖2所示為MAX38902A/B在兩個不同V時的PSRR在- 五外值。藍色曲線顯示 V 處的 PSRR在- 五外= 100mV,其中PSRR下降在-50dB和-60dB之間;綠色曲線顯示 V 處的 PSRR在- 五外= 400mV,其中PSRR達到-80dB。LDO通常在較高頻率下表現出較差的PSRR。但是,MAX38902A/B在5MHz和10kHz時具有PSRR ?-60dB,PSRR為-80dB。
圖2.MAX38902A/B PSRR at V在- 五外= 400mV 和 V在- 五外= 100mV。
由于PSRR可以在各種條件下測量,因此制造商不會在其產品數據表中包括所有條件。在本應用筆記中,我們展示了使用OMICRON的Bode 100確定MAX38902A/B的PSRR的詳細測量步驟,允許讀者在適合其應用的條件下進行自己的PSRR測量。圖3顯示了測量所需的設置。?
圖3.PSRR測量所需的設置,使用帶注入變壓器的Bode 100和MAX38902 LDO。
測量
所需設備
進行測量需要以下設備:
MAX38902評估板
能夠承載2A負載的放大器
奧密克戎實驗室 Bode 100
OMICRON 實驗室寬帶注入變壓器
設置
使用Bode 100測量PSRR時,確保MAX3892評估板的輸入和輸出連接器直接連接到Bode 100通道,如圖4所示。這減少了系統中的額外噪音。圖5是整個測量設置的簡化框圖。
圖4.MAX3892評估板與Bode 100直接連接
圖5.測量設置框圖。
MAX38902評估板設置
在兩個 V 上連接負載為 5W 的 BNC 適配器在和 V外MAX38902A/B。
將注入變壓器連接到放大器的輸入端,并從放大器的輸出連接到V在MAX38902評估板
在 V 處施加所需的輸入電壓在MAX389 0評估板
集合五外并施加電阻負載,以達到測量要求。
注意:在V下進行PSRR測量在和 V外MAX38902評估板一次一個。首先,測量V的PSRR在然后測量 V 的 PSRR外;然后,在最后,減去 V 處的噪聲外和 V在以獲取 PSRR。測量 V在PSRR,以確保輸入端沒有信號,在測量V時的PSRR時應顯示一條平線在.
波特 100 設置
為確保Bode 100與MAX38902評估板正確連接:
打開波特分析器套件 (BAS)(最新版本可在 www.omicron-lab.com 獲得)。
Bode 100 的設置如下(見圖 6):
測量模式:頻率掃描模式
啟動頻率:100Hz
停止頻率:10兆赫
掃描:對數
點數:401(或更多)
接收機帶寬:30Hz
衰減器接收器 1:20dB
衰減器接收器 2:20dB
源電平:-10dBm
注:通過監測注入MAX38902EVKIT輸入端的放大器輸出信號,相應地調整源電平。通常,需要50mV至100mV峰峰值的源電平。使用示波器上的示波器探頭進行監測。
圖6.博德 100 設置。
要配置硬件設置,請轉到主頁|阻抗/反射,僅將CH2的開關轉到ON位置;僅將此通道用于 V在和 V外MAX38902A/B,一次一個。請注意,CH1 或 CH2 可用于此測量,即使我們在此處使用 CH2(見圖 7)。
圖7.Bode 100 中的硬件設置。
現在,通過使用單次掃描模式掃描頻率來開始測量。V 的第一次掃描在通過將MAX38902 BNC連接器連接到Bode 100的CH2。完成后,通過轉到“報告|”將結果保存在Microsoft Excel電子表格中另存為Excel工作表。對 V 重復此步驟??外并保存測量值。 注意:測量V時在噪聲,結果應在 0 電平上持平。在較高頻率下,由于輸入電容的影響,噪聲并不平坦。
結果
打開保存在Excel中的測量值。查找 V在和 V外噪聲,以dB為單位,然后減去V外- 五在并找出PSRR與頻率的關系。結果可以繪制得類似于圖2。
審核編輯:郭婷
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