ความสัมพันธ์ระหว่าง PSRR และกำไร

Wikipedia กล่าวว่าอัตราส่วนการปฏิเสธแหล่งจ่ายไฟ (PSRR) คืออัตราส่วนของสัญญาณรบกวนเอาต์พุตที่อ้างถึงอินพุตกับเสียงที่แหล่งจ่ายไฟ:

PSRR ถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับแรงดันไฟฟ้าอินพุตเทียบเท่า (ส่วนต่าง) ที่สร้างขึ้นใน op-amp

การออกแบบที่มีคุณภาพดีของวงจรรวมอะนาล็อก Cmosโดย Razavi ดูเหมือนจะพูดในสิ่งเดียวกัน:

อัตราส่วนการปฏิเสธแหล่งจ่ายไฟ (PSRR) ถูกกำหนดเป็นอัตราขยายจากอินพุตไปยังเอาต์พุตหารด้วยกำไรจากแหล่งจ่ายต่อเอาต์พุต

ดังนั้นการปฏิเสธโดยรวมจากแหล่งจ่ายไฟไปยังเอาท์พุทจึงแตกต่างกันไปตามกำไรของวงปิดของ op-amp?

ดังนั้นแอมป์ที่ได้รับ +40 dB และ 100 dB PSRR พร้อมเสียง 0 dBV ที่แหล่งจ่ายไฟจะมีสัญญาณเสียง -60 dBV ที่เอาต์พุต ตัวอย่างของ Wikipedia ดูเหมือนว่าจะเป็น -120 dBV แทนซึ่งฉันไม่เข้าใจ

มีองค์ประกอบเอาต์พุตของ PSRR ด้วยหรือไม่ เช่นถ้าคุณได้รับแอมป์ที่ต่ำลงเสียงที่อ้างอิงจะลดลงใช่ไหม? แต่มีส่วนประกอบคงที่ควบคู่ไปกับแหล่งจ่ายไฟผ่านขั้นตอนการส่งออกที่เริ่มครอง?

Analog Devices MT-043กล่าวว่า:

PSRR หรือ PSR สามารถอ้างอิงได้ทั้งเอาต์พุต (RTO) หรืออินพุต (RTI) สามารถรับค่า RTI ได้โดยการหารค่า RTO ด้วยตัวขยายสัญญาณ ในกรณีของ op amp แบบดั้งเดิมนี่จะเป็นสัญญาณรบกวน ควรอ่านแผ่นข้อมูลอย่างละเอียดเนื่องจาก PSR สามารถแสดงเป็นค่า RTO หรือ RTI

มันเป็นเรื่องจริงเหรอ? คุณจะทราบได้อย่างไรจากแผ่นข้อมูลที่ใช้วิธีการ?

กำไรเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งของ PSRR เท่านั้น โดยพื้นฐานแล้วสิ่งที่คุณกำลังพูดคือ op-amp ที่สามารถให้สัญญาณคืนมาได้นั้นจะยกเลิกระลอกใด ๆ ที่เกิดขึ้นจากแหล่งจ่ายไฟไม่ใช่จากอินพุตของวงจร

ให้ยกตัวอย่างง่ายๆ: ตัวติดตามแรงดันไฟฟ้าในอุดมคติ (ไม่ จำกัด จำนวนลูปเปิด) (เอาต์พุตผูกโดยตรงกับอินพุตที่กลับหัวป้อนจากอินพุตที่ไม่กลับเข้า) วงจรมีอัตราขยายวนวนแบบปิดที่ 1 แต่ข้อเสนอแนะ (เนื่องจากผลรวมโดยรวมคือ SOOO สูง) จะหมายถึงว่าระลอกของแหล่งจ่ายไฟใด ๆ จะถูกยกเลิกเนื่องจากข้อเสนอแนะบังคับให้ป้อนกลับ inverting และ inverting

แต่ใช้ตัวอย่าง SAME แต่ทำให้ OPEN loop gain ของ opamp 1 ยังคงมี gain วนลูปปิดที่ 1 จากนั้นทันใด op amp ไม่สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงระหว่างอินพุตที่ไม่แปลงกลับและอินพุตอินพุทอินพุท . และด้วยเหตุนี้ระลอกทั้งหมดจากแหล่งจ่ายไฟจึงสามารถมองเห็นได้บนเอาต์พุต

ฉันเข้าใจวิธี stevenvh สามารถพูดได้ว่ากำไรไม่ได้มีความหมายเพราะเขาหมายถึงการได้รับวงปิด ... แต่คำถามที่ได้รับคือการได้รับวงเปิดและ YES ที่ทุกอย่างใน PSRR

แก้ไข : และเพื่อตอบคำถามของคุณเพียงแค่ติดตามผลเล็กน้อยที่นี่ PSRR นั้นเกี่ยวข้องกับ open loop gain แต่ยิ่งคุณเพิ่ม loop ได้มากเท่าไหร่คุณก็ยิ่งมีแหล่งจ่ายไฟกระเพื่อมมากขึ้นเท่านั้น ข้างบน)

นี่คือเหตุผล: ตัวอย่างเดียวกันที่ฉันให้ไว้ข้างต้นยกเว้นเวลานี้คุณมีแอมป์ REAL op (กำไรแบบ จำกัด วงเปิด) และตัวต้านทานในเส้นทางป้อนกลับของคุณซึ่งหมายความว่าคุณมีกำไรจากวงปิดของค่าบางค่าพูด 6dB เนื่องจากตัวต้านทานทำหน้าที่เป็นตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า op-amp จะต้อง OVERCOMPENSATE สำหรับระลอกคลื่นของแหล่งจ่ายไฟที่ถูกป้อนกลับไปยังอินพุตที่ไม่กลับด้าน หากสามารถชดเชยได้เพียง 100 เดซิเบลของแหล่งจ่ายไฟระลอกคุณจะได้รับการปฏิเสธ 94dB เท่านั้น ยิ่งคุณได้รับการแนะนำแบบปิดมากเท่าไหร่ระลอกคลื่นของแหล่งจ่ายไฟก็จะน้อยลงเท่านั้นที่คุณจะปฏิเสธได้

บทสนทนาทั้งหมดเกิดจากความหมายที่แยกจากกันของ open loop และ Closed loop gain

แก้ไขครั้งที่สอง:และวิธีที่คุณได้รับ 60dB หรือฉันได้รับ 94dB ของฉันคือคุณต้องตระหนักว่าคุณต้องแปลง dB BACK ดังนั้นคุณต้องใช้

และใช่อีกคนที่บอกว่าควรจะเป็น 1mV ไม่ใช่ 1µV ใน Wikipedia นั้นถูกต้อง

ความสับสนในที่นี้คือ PSRR (อัตราส่วนการปฏิเสธแหล่งจ่ายไฟ) เป็นศัพท์ทั่วไปที่ใช้ในการอ้างอิงหลายสิ่ง โดยทั่วไปแล้วจะเป็นอัตราส่วนเปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์กับการเปลี่ยนแปลงในระดับแรงดัน DC ของแหล่งจ่าย

ตัวอย่างเช่น PSRR ใน ADC มักจะใช้เพื่ออ้างถึงอัตราส่วนของข้อผิดพลาดกำไรต่อการเปลี่ยนแปลงในแรงดัน DC ของการจัดหา

บางส่วนมาจากความสับสนของตัวย่อ PSRR ซึ่งสามารถใช้เป็น:

"พาวเวอร์ซัพพลายอัตราส่วนการปฏิเสธ"ซึ่งเป็นที่กล่าวถึงข้างต้นอัตราส่วนระหว่างพารามิเตอร์การวัดและการเปลี่ยนแปลงในการจัดหาของที่แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง

และ

"Power Supply Ripple Rejection"ซึ่งเป็นคำที่โดยทั่วไปแล้วอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่จ่ายให้กับแรงดันไฟฟ้า ACในอินพุตหรือเอาต์พุต แต่นี่อาจเป็นอัตราส่วนของอินพุตกับเอาต์พุตในกรณีของสิ่งต่าง ๆ เช่น Linear Regulator

ให้ดูตัวอย่าง: http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/opa121.pdf

คุณจะเห็นค่าที่แสดงอยู่ในตารางหน้า 2 ภายใต้หัวข้อ "แรงดันไฟฟ้าตรงข้าม" เป็น "การปฏิเสธอุปทาน"

นี่คือ "อัตราส่วนการปฏิเสธแหล่งจ่ายไฟ" เปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงในระดับ DC ของแหล่งจ่ายเพื่อเปลี่ยนแรงดันออฟเซ็ตของเอาต์พุต

ในหน้า 3 ค่าที่ระบุไว้ในส่วน "แรงดันไฟฟ้าออฟเซ็ตอินพุต" เป็น "การปฏิเสธซัพพลาย"

นี่คือ "อัตราส่วนการปฏิเสธแหล่งจ่ายไฟ" เปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงในระดับอุปทานเพื่อเปลี่ยนแรงดันออฟเซ็ตอินพุต

เมื่อดูแผนภูมิในหน้า 4 เราจะเห็นกราฟของ "การปฏิเสธพาวเวอร์ซัพพลายเทียบกับความถี่"

นี่คือการวัด "การปฏิเสธระลอก Power Supply" ของการปฏิเสธการกระเพื่อม AC ซึ่งเป็นอัตราส่วนของ Supply Ripple ต่อ Input Ripple

อันสุดท้ายนี้อาจสับสนเล็กน้อยสำหรับ op-amp ที่ "Power Supply Ripple Reject" มักจะถูกระบุเป็นอัตราส่วนของระลอกอุปทานต่อระลอกคลื่นอินพุต โดยทั่วไปจะเป็นกรณีสำหรับอุปกรณ์ที่มีข้อเสนอแนะหรือในกรณีของ op-amp โดยทั่วไปจะใช้กับข้อเสนอแนะ

สำหรับอุปกรณ์ที่ไม่มีการตอบกลับเครื่องขยายเสียงคลาส D เช่น "Power Supply Ripple Reject" มักจะเป็นเพียงอัตราส่วนของระลอกอุปทานต่อระลอกคลื่นเอาท์พุทและ "อัตราส่วนการปฏิเสธเพาเวอร์ซัพพลาย" เป็นการวัดผลกระทบต่อระดับ DC ของอุปทาน แรงดันไฟฟ้าออฟเซ็ตเอาต์พุต

โดยสรุปแล้วมันไม่มีคำจำกัดความที่ยากและรวดเร็วสำหรับ 'PSRR' และบ่อยครั้งที่มีการใช้คำอื่น ๆ เช่น 'การปฏิเสธอุปทาน', 'การปฏิเสธระลอก', 'การปฏิเสธแหล่งจ่ายไฟ' ฯลฯ สิ่งสำคัญคือพวกเขามักจะ การวัดที่อธิบายถึงผลกระทบของแหล่งจ่ายไฟในวงจรที่มีปัญหา หากต้องการทราบว่าการวัดจริงหมายถึงอะไรคุณต้องพิจารณาบริบทของการวัดเช่นเดียวกับโหมดการทำงานของอุปกรณ์

แก้ไข:นี่คือตัวอย่างของการใช้งานที่แตกต่างกันโดยผู้ผลิต:

National Semiconductor : ใช้คำว่า "อัตราส่วนการปฏิเสธเพาเวอร์ซัพพลาย" สำหรับ AC และ "อัตราส่วนการปฏิเสธเพาเวอร์ซัพพลาย DC" สำหรับ DC

Maxim : ใช้ "อัตราส่วนการปฏิเสธเพาเวอร์ซัพพลาย" สำหรับ DC และ "การปฏิเสธระลอก" สำหรับ AC

TI : ใช้ "การปฏิเสธระลอกของพาวเวอร์ซัพพลาย (PSRR)" LDOs และ "การปฏิเสธซัพพลาย" ในรูปแบบต่างๆสำหรับ Op-amps (ดูแผ่นข้อมูลด้านบน)

อุปกรณ์อะนาล็อก : ใช้ "อัตราส่วนการปฏิเสธพาวเวอร์ซัพพลาย" กำหนดว่าเกี่ยวข้องกับอินพุทหรือเอาท์พุทและยังระบุว่าคำว่า PSRR ไม่ควรใช้หากแสดงเป็นเดซิเบล แต่ควรจะเป็น PSR (การปฏิเสธพาวเวอร์ซัพพลาย)

มีอีกหลายตัวอย่าง แต่ฉันจะทิ้งมันไว้

ดังนั้นอีกครั้งไม่มีคำจำกัดความมาตรฐานที่นี่จริง ๆ แล้วมันขึ้นอยู่กับบริบท

มี PDF ของขั้นตอนการทดสอบ op-amp บนเว็บไซต์ของ Intersil ที่นี่ซึ่งแสดงให้เห็นว่า PSRR เรียกว่าอินพุตแอมป์ จากการคำนวณของฉันสัญญาณรบกวน 1uV ของ Wikipedia ควรอ่าน 1mV

$20 \log(\frac{1\mathrm V}{1\mathrm{mV}/100})$ = 100dB

กระดาษโทโพโลยี opch ของ Microchipอธิบายอย่างนี้:

"ในระบบวงปิดความสามารถในการปฏิเสธแหล่งจ่ายไฟที่น้อยกว่าอุดมคติของแอมพลิฟายเออร์นั้นแสดงว่าเป็นข้อผิดพลาดแรงดันไฟฟ้าออฟเซ็ต ... "

$PSRR(dB) = 20 log \frac {\Delta V_{SUPPLY}}{\Delta V_{OS}}$

$PSR(\frac{V}{V}) = \frac {\Delta V_{OS}}{\Delta V_{SUPPLY}}$

ที่ไหน

$V_{SUPPLY} = V_{DD} - V_{SS}$

$\Delta V_{OS} =$ อินพุตแรงดันไฟฟ้าออฟเซ็ตเปลี่ยนแปลงเนื่องจาก PSR

นอกจากนี้ยังกล่าวต่อไปอีกว่าการมี PSR ที่ไม่ดีนั้นไม่ดีสำหรับแอมพลิฟายเออร์วงปิดกำลังสูงที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ DC (เนื่องจากการคลายประจุของแบตเตอรี่) จะส่งผลกระทบต่อผลลัพธ์ที่วัดได้ ชดเชยการเปลี่ยนแปลง