6.运算放大器—电源抑制比(五)
运放的电源抑制比(PSRR, Power Supply Rejection Ratio)是衡量其抑制电源电压波动对输出信号影响能力的重要参数。
1、PSRR定义
PSRR表示运放对电源电压变化的抑制能力,定义为:
或者
PSRR值越高,运放对电源噪声的抑制能力越强。
但是鄙人按照上述方法读数据手册的时候发现不太对。下图为TLV系列运放的数据手册。单位是uV/V,貌似PSRR的值越小越好。
再看精密运放MAX44248ASA的数据手册,单位是dB。由此看值越大越好。
那么运放datasheet中的PSRR是如何定义的。本本在此做出解释如下:
当电源电压发生变化时会影响运放的失调电压参数变化。失调电压增大那么输出误差必然增大。失调电压失调电流在之前的文章讲过。
我们希望当电源电压的变化(ΔVs)时,在运放输入端引起的失调电压(ΔVio)越小越好,所以理想的PSRR当然最好是无穷大,这样电源的变化不会影响运放的输出。
故此,在一些文献里PSRR被定义为
此时, 单位一般用uV/V,表示电源纹波变化1V,失调电压变化x uV。
2、PSRR参数特性
2.1温度特性
经过之前对其他器件的分析可知,参数并不是一成不变的,参数特性与温度息息相关。一般来说,温度越高参数质量越差。但是PSRR貌似打破了我们的固有思维,请看下图的温度特性曲线。
分析上图可知,随着温度的升高,PSRR变得更好。
2.2频率特性
随着工作频率的增加,PSRR会线性下降。这里TI将其细分了一下,之前讲的部分TI称为DC-PSRR。这部分称为AC-PSRR。在鄙人看来没有必要这样划分,这本身就是一个参数,考虑的外部变量是纹波,幅值和频率是纹波的参数,用在PSRR上感觉有点怪。
PSRR随频率的上升而下降。使得运放在输出端有很大的纹波噪声。
为了提高输出精度,可以选用PSRR大的运放,同时也可以降低电源的纹波。这就是为什么运放的电源会加一个滤波电容。
还有一种方式,可以在电源处加一个RC电路,这也可以显著提高PSRR(只是在表象层面提高)。但是RC的电阻会消耗一部分能量,低功耗电路需要衡量这一点。
除此之外,尽量避免用DCDC电路供电,最好用LDO。