新聞中心

EEPW首頁 > 電源與新能源 > 設計應用 > 了解電源紋波抑制比 PSRR

了解電源紋波抑制比 PSRR

作者: 時間:2008-12-14 來源:網絡 收藏

PSRR,就是 Power Supply Rejection Ratio 的縮寫,中文含意為“電源紋波抑制比”。也就是說, PSRR 表示把輸入與電源視為兩個獨立的信號源時,所得到的兩個電壓增益的比值?;居嬎愎綖椋?/p>本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/233392.htm

PSRR = 20log[(Ripple(in) / Ripple(out))]

PSRR 的單位為分貝(dB),采用對數比值。

從上面的式子可以看出,影響輸出信號的因素除了電路本身之外,還受到了供電電源的影響。PSRR 是一個用來描述輸出信號受電源影響的量,PSRR 越大,輸出信號受到電源的影響越小。

還可得出,輸出電壓 Vout 是 Vin 與電源電壓 VCC 的函數。如果輸入信號 Vin 變化了 ⊿Vin,輸出信號的變化量 ⊿Vout是由輸入到輸出的電壓增益 Av 乘以輸入電壓的變化量 ⊿Vin。如果把電源電壓變化 ⊿VCC看作一個很小信號,由于電源電壓變化導致的輸出電壓的變化量 ⊿Vout 則為電源電壓到輸出的電壓增益 Avo 乘以電源電壓變化量 ⊿VCC。

不穩(wěn)定的供電電壓勢必會影響輸出信號的波形,影響的幅度取決于 PSRR。所以需要側重于運放等的去耦設計和電源的設計(通常較多用 LDO 線性電源給運放供電)。PSRR 是在單位閉環(huán)增益情況下得到的,因此在負反饋應用中引起的輸出變化需乘以閉環(huán)增益。

一般地,PSRR 有3個具體參數:+PSRR,-PSRR,+/-PSRR。表示從某個電源端或兩個電源端分別或同時異向低頻變化,在運放差分輸入端引入的傳輸或影響量值。如上所分析的:⊿Vps=1V 的電源變化,在 PRSS=80dB 運放輸入端,導致 ⊿Vdi=100uV的變化(PSRR=20log⊿Vps/⊿Vdi)。于是運放輸出電壓產生的變化:⊿Vo=⊿Vdi(1+Rf/Ri);Rf--反饋電阻,Ri--輸入電阻。

再來談談 PSRR與音質的關系。聲音質量是用戶接口的重要因素之一,其中,音頻放大器的作用是對輸入信號放大,同時抑制噪聲。在放大器中,一個主要噪聲源是電源線路本身。通過從 PSRR 切入,我們就可以分析出放大器如何放大輸入信號,并抑制電源線引入噪聲的性能。 在此情況下,放大器自身的 PSRR指標更加重要。放大器的 PSRR 越高,越有利于設計。簡而言之,性能提高 3dB,代表系數為 2。舉例說,提供 6dB更佳性能的放大器,其降噪性能將會提高 4 倍。

而且,對于耳機驅動器來說 PSRR 是一個關鍵參數。為了保證合理的信噪比,必須抑制電源在耳機放大器輸出端產生的噪聲。例如,基于 CD 或DVD 播放器的動態(tài)范圍能夠達到 90dB,假如有 100mV 的噪聲疊加在音頻電源電壓上,而且絕大部分噪聲頻譜位于音頻頻帶以內,為保持90dB 的動態(tài)范圍、耳機驅動器的輸出噪聲必須將低至 30mV 以內。這樣,耳機驅動器的 PSRR 必須在感興趣的頻帶內高于70dB。為在音頻范圍內達到如此高的電源抑制比,需要嚴謹的電路設計,特別是放大器對電源噪聲的抑制能力。大多數運算放大器在直流附近具有非常高的PSRR,但隨著頻率的升高,PSRR 會急劇下降(通常為 -20dB/十倍頻程),許多運算放大器的 PSRR 在 20kHz 頻點處已經跌落到40dB 以下。

有些 DC/DC 在音頻頻譜的高頻端存在較強的噪聲,雖然人耳幾乎聽不到這個頻段的噪聲,但可以檢測到它們在耳機輸出端產生的噪聲。許多音頻DAC(或CODEC) 帶有耳機驅動器,但人們很少留意其 PSRR 指標;而且,這些產品的Datasheet 也很少給出 PSRR隨頻率的變化曲線。如果耳機放大器缺乏足夠高的 PSRR,可以采用一個外部 LDO為耳機放大器提供一個低噪聲電源。音頻電路中比較通用的供電電源是 +5V,采用 LDO 能夠獲得足夠的電源抑制比,但使某些節(jié)點處的電壓可能跌至4.7V 左右。

隨著集成度不斷提高,電源電流的量級要求也日益增加。終端用戶希望能延長電池使用時間,即需要非常高效的 DC/DC 轉換過程、使用效率更高的開關。然而與線性相比,開關會在電源線中產生更多紋波。

綜上,PSRR 在 ADC、DAC、RF 等應用方面都是一個很關鍵的參數,值得設計者留意。



評論


相關推薦

技術專區(qū)

關閉