運(yùn)放參數(shù)之交流電源抑制比詳解

運(yùn)放中有一個(gè)極為重要的參數(shù)，那就是交流電源抑制比AC-PSRR。這個(gè)參數(shù)相對(duì)在實(shí)際的應(yīng)用電路中顯得更有價(jià)值，卻時(shí)常被我們忽略。運(yùn)放的datasheet參數(shù)表格中往往給出的是直流PSRR。而AC-PSRR往往以圖表的形式給出，我們常常忽略了圖表中的信息。然而，被我們忽略的常常是關(guān)鍵。下圖是OPA376的datasheet中的PSRR圖表，從圖表中我們可以看出兩點(diǎn)信息：（1）PSRR是隨電源交流頻率的上升而下降的，（2）正負(fù)電源的AC-PSRR不同。

? ? ? ?以上兩點(diǎn)會(huì)在應(yīng)用電路中引起令人不快的問題，下圖是說明了一個(gè)在電源上出現(xiàn)的峰峰值為100mV，頻率為20kHz的紋波，會(huì)使放大電路的輸出端增加一個(gè)20uV，20kHz的噪聲信號(hào)。

? ? ? ?通常，運(yùn)放的應(yīng)用電路中使用線性電源對(duì)運(yùn)放供電，對(duì)運(yùn)放的電源進(jìn)行濾波。但在一些手持式設(shè)備為了提高效率，降低功耗，不得不使用開關(guān)電源對(duì)運(yùn)放供電，開關(guān)電源的頻率往往超過100kHz，甚至到MHz的水平。在這個(gè)頻率點(diǎn)上，運(yùn)放的PSR能力下降的非?？臁Ｈ鏞PA376在100kHz時(shí)，PSRR只有50dB了。與高于100dB的DC-PSRR相去甚遠(yuǎn)。另一個(gè)問題在單電源的手批設(shè)備中，開關(guān)電容的“buck-boost”常被用來將正電源轉(zhuǎn)化為負(fù)電源?？吹缴蠄D中運(yùn)放對(duì)負(fù)向電源的AC-PSRR后，會(huì)讓我們出點(diǎn)冷汗了。

? ? ? ? 運(yùn)放的PSRR就要是指電源電壓變化引起輸入失調(diào)電壓的變化。因此可以參照測(cè)量失調(diào)電壓的方法測(cè)量PSRR。把電源電壓變化一個(gè)⊿Vcc，然后測(cè)量計(jì)算⊿Vios，就可以計(jì)算出PSRR。

? ? ? ? 上面提到運(yùn)放使用開關(guān)電源供電時(shí)，由于PSRR隨頻率的上升而下降。使得運(yùn)放在輸出端有很大的紋波噪聲。下面提供一個(gè)簡(jiǎn)單的辦法，只適合于低功耗的運(yùn)放。在DC-DC輸出的電源與運(yùn)放的電原之間加一個(gè)小電阻（如下圖），如果運(yùn)放的功耗小于5mA。則這個(gè)10歐電阻產(chǎn)生的壓降小于50mV。

? ? ? ? 下面看一下這個(gè)電路的效果如下圖，在100kHz時(shí)頻響為-36dB這相當(dāng)于給運(yùn)放增加了36dB的PSRR。這個(gè)功耗損失換取這個(gè)效果還是很值得的。

? ? ? ? 另一個(gè)有效的方法是，使串心電容給電源濾波，串心電容是一種三端電容，但與普通的三端電容相比，由于它直接安裝在金屬面板上，因此它的接地電感更小，幾乎沒有引線電感的影響，另外，它的輸入輸出端被金屬板隔離，消除了高頻耦合，這兩個(gè)特點(diǎn)決定了穿心電容具有接近理想電容的濾波效果。