运算放大器电源抑制比(PSRR)与电源电压.pdf

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1、MT-043指南运算放大器电源抑制比(PSRR)与电源电压电源抑制比(PSRR)如果运算放大器的电源发生变化，输出不应变化，但实际上通常会发生变化。如果XV的电源电压变化产生YV的输出电压变化，则该电源的PSRR(折合到输出端)为X/Y。无量纲比通常称为电源电压抑制比(PSRR)，以dB表示时则称为电源电压抑制(PSR)。但是，PSRR和PSR几乎总能互换使用，半导体行业很少有相关标准。PSRR或PSR可折合到输出端(RTO)或输入端(RTI)。RTI值可用RTO值除以放大器增益得出。在传统运算放大器中，该值为噪声增益。请务必仔细阅读数据手册，因为PSR可能以RTO

2、或RTI值表示。PSR以dB表示时可能为正值或负值，具体取决于PSRR是定义为电源电压变化除以输出电压变化，还是相反。业界对此没有公认标准，两种规则都有使用。如果放大器采用双电源，通常单独表示每个电源的PSR。这种方法特别适合那些可用于双电源或单电源应用的放大器。记住，PSR通常与纹波或噪声频率密切相关，这一点至关重要，如OP1177运算放大器图表所示。大多数情况下，滚降的转折频率由开环增益引起，曲线斜率约为6dB/倍频程(20dB/十倍频程)。下图1所示为OP1177PSR的典型特性曲线。SS图1：OP1177电源抑制(PSR)Rev.0,10/08,WKPage

3、1of3MT-043下图2所示为测量PSRR的测试设置。注意，该图与测量CMRR的测试设置类似(参见指南MT-042)。+15V+14V10kΩS1100Ω10kΩ+-20kΩDUTA1∆V100ΩOUT-0V+20kΩ1VPSRR(RTI)=101∆VOUTS2A1:HIGHGAIN,–15V–14VLOWV,LOWIOSB图2：测试电源抑制比(PSRR)的测试设置针对1V对称电源变化选择电压。也可选用其它合适的电压值，测量可以单独针对正电源和负电源进行。电源与功耗运算放大器没有接地端。电源电压规格通常采用±XV的形式表示，但实际上也可表示为2XV。重要的是，共模

4、和输出范围与电源有关。这一信息可以表格或图表形式提供。通常，数据手册会建议运算放大器在一定电源电压范围内(如+3V至±16.5V)工作，还会列出几个电源值时的参数，以便用户进行推算。如果最低电源电压很高，通常是由于器件采用了需要阈值电压进行工作的结构(如齐纳二极管)。数据手册还会提供功耗。任何流入某一电源引脚的电流都会从另一个引脚或输出端流出。当输出处于开路状态时，功耗很容易通过电源电压和电流计算得出。当电流流入负载时，总功耗最容易计算(记住，如果负载沿中间轨接地，则负载电流是从电源流向地，而不是在电源之间流动)，只需减去负载功耗就能得出器件功耗。数据手册通常会列出

5、详细的热阻数据，以及最大结温额定值，通过这些已知条件可以计算出功耗限值。与功耗相关的其它因素(散热等)的详细数据请参见“参考文献1第7章”。Page2of3MT-043电源与去耦运算放大器PSRR与频率有关，因此其电源必须充分去耦。低频时，如果几个器件的PC走线距离都不超过10厘米，这些器件就可以在每个电源上共用一个10至50F电容。+VS+C3LARGEAREA=GROUNDPLANE<10cmC1=LEADLENGTH+MINIMUMLOCALIZEDHFC1,C2:DECOUPLING,LOWINDUCTANCE–CERAMIC,0.1µFC2<10cmSH

6、AREDLFC4+C3,C4:DECOUPLING,ELECTROLYTIC,–VS10TO50µF图3：运算放大器适用的低频与高频去耦技术高频时，每个IC的电源引脚都应采用具有短引线/PC走线、约0.1F的低电感电容进行去耦处理。这些电容还必须为运算放大器负载中的高频电流提供回路。上图3所示为典型的去耦电路。更多旁路与去耦信息请参见参考文献1和2的最后一章。参考文献：1.HankZumbahlen,BasicLinearDesign,AnalogDevices,2006,ISBN:0-915550-28-1.AlsoavailableasLinearCircui

7、tDesignHandbook,Elsevier-Newnes,2008,ISBN-10:0750687037,ISBN-13:978-0750687034.Chapter12.WalterG.Jung,OpAmpApplications,AnalogDevices,2002,ISBN0-916550-26-5,AlsoavailableasOpAmpApplicationsHandbook,Elsevier/Newnes,2005,ISBN0-7506-7844-5.Chapter1.Copyright2009,AnalogDevices,Inc.Allrig