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放大器电源抑制比参数的评估方法汇总

2021-01-05 10:57
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放大器电源抑制比参数对电路的影响与共模抑制比参数的影响近似,因为来自电源线路的噪声对于放大器而言可视为共模噪声。本篇介绍放大器电源抑制比参数的评估方法,并通过LTspice仿真参数测量电路。

电源抑制比(Power Supply Rejection Ratio, PSRR)定义为放大器的电源电压发生变化,与所引起放大器输入误差变化的比值。以dB为单位,关系如式2-40。

式中,ΔVsupply代表放大器电源变化量,对于双电源供电的放大器,分别代表正、负电源的变化量。ΔVer_PSRR代表电源变化引起输入误差电压的变化量。如图2.4,ADA4077电源抑制比为128dB,根据式2-40,在电源变化1V时,输入端引起0.398μV的变差电压。

图2.4  ADA 4077供电电源参数

2017年12月初,笔者与一位负责测试设备的研发工程师沟通,他希望寻找一款精密放大器代替当时使用的OP27G,要求替代型号的工作电压范围兼容OP27G、Vos、Ib、CMMR近似或者优化,而PSRR需要明显改善。当时提供ADA4522,ADA4177的数据手册给于工程师评估,相应参数对比如表2.4。

表2.4 OP27、ADA4177、ADA4522直流参数对比

这是笔者接触到第一例对放大器的电源抑制比有要求的案例。后期专门询问工程师为何需要提升该指标,工程师回复曾使用电源法测试OP27G的电源抑制比仅为20dB左右。

如图2.63为电源法测量方法的原理。通过开关S1、S2控制放大器的工作电压分别为Vcc1至Vee1、Vcc2至Vee2,其中供电范围Vcc1至Vee1,不等于Vcc2至Vee2,测量开关S1、S2状态切换前后,对应工作电压时电路输出电压Vout1、Vout2,以此计算电源抑制比。

图2.63 电源法测量电源抑制比电路

该方法的问题在于,将放大器电源抑制比因素视为导致的误差的唯一原因,所以测量结果与真实情况相差甚远。

而后笔者与工程师沟通可行的电源抑制比测量方法如图2.64,与《盘点放大器共模抑制比参数测量方法》中可行的共模抑制比测试方法接近,同样借助辅助放大器测量电源抑制比,需要使用高开环增益、低失调电压、低偏置电流的辅助放大器AMP,无需精密电阻,实现放大器电源抑制比的准确测量。

2.64 辅助运放-电源法测量电源抑制比电路

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