放大器電源抑制比參數(shù)對(duì)電路的影響與共模抑制比參數(shù)的影響近似，因?yàn)閬?lái)自電源線(xiàn)路的噪聲對(duì)于放大器而言可視為共模噪聲。本篇介紹放大器電源抑制比參數(shù)的評(píng)估方法，并通過(guò)LTspice仿真參數(shù)測(cè)量電路。

電源抑制比（Power Supply Rejection Ratio, PSRR）定義為放大器的電源電壓發(fā)生變化，與所引起放大器輸入誤差變化的比值。以dB為單位，關(guān)系如式2-40。

式中，ΔVsupply代表放大器電源變化量，對(duì)于雙電源供電的放大器，分別代表正、負(fù)電源的變化量。ΔVer_PSRR代表電源變化引起輸入誤差電壓的變化量。如圖2.4，ADA4077電源抑制比為128dB,根據(jù)式2-40，在電源變化1V時(shí)，輸入端引起0.398μV的變差電壓。

圖2.4 ADA 4077供電電源參數(shù)

2017年12月初，筆者與一位負(fù)責(zé)測(cè)試設(shè)備的研發(fā)工程師溝通，他希望尋找一款精密放大器代替當(dāng)時(shí)使用的OP27G，要求替代型號(hào)的工作電壓范圍兼容OP27G、Vos、Ib、CMMR近似或者優(yōu)化，而PSRR需要明顯改善。當(dāng)時(shí)提供ADA4522，ADA4177的數(shù)據(jù)手冊(cè)給于工程師評(píng)估，相應(yīng)參數(shù)對(duì)比如表2.4。

表2.4 OP27、ADA4177、ADA4522直流參數(shù)對(duì)比

這是筆者接觸到第一例對(duì)放大器的電源抑制比有要求的案例。后期專(zhuān)門(mén)詢(xún)問(wèn)工程師為何需要提升該指標(biāo)，工程師回復(fù)曾使用電源法測(cè)試OP27G的電源抑制比僅為20dB左右。

如圖2.63為電源法測(cè)量方法的原理。通過(guò)開(kāi)關(guān)S1、S2控制放大器的工作電壓分別為Vcc1至Vee1、Vcc2至Vee2，其中供電范圍Vcc1至Vee1，不等于Vcc2至Vee2，測(cè)量開(kāi)關(guān)S1、S2狀態(tài)切換前后，對(duì)應(yīng)工作電壓時(shí)電路輸出電壓Vout1、Vout2,以此計(jì)算電源抑制比。

圖2.63 電源法測(cè)量電源抑制比電路

該方法的問(wèn)題在于，將放大器電源抑制比因素視為導(dǎo)致的誤差的唯一原因，所以測(cè)量結(jié)果與真實(shí)情況相差甚遠(yuǎn)。

而后筆者與工程師溝通可行的電源抑制比測(cè)量方法如圖2.64，與《盤(pán)點(diǎn)放大器共模抑制比參數(shù)測(cè)量方法》中可行的共模抑制比測(cè)試方法接近，同樣借助輔助放大器測(cè)量電源抑制比，需要使用高開(kāi)環(huán)增益、低失調(diào)電壓、低偏置電流的輔助放大器AMP，無(wú)需精密電阻，實(shí)現(xiàn)放大器電源抑制比的準(zhǔn)確測(cè)量。

2.64 輔助運(yùn)放-電源法測(cè)量電源抑制比電路

通過(guò)開(kāi)關(guān)S1、S2控制待測(cè)放大器（DUT）工作電壓范圍，由±15V變?yōu)椤?4V。分別測(cè)量開(kāi)關(guān)S1,S2切換前后的輸出電壓Vout,并標(biāo)記為Vout1、Vout2，結(jié)合電路的噪聲增益，計(jì)算放大器的電源抑制比，如式2-41。

針對(duì)圖2.64，將ADA4177作為待測(cè)器件，使用LT1012作為輔助放大器，電阻的誤差為1%，使用LTspice進(jìn)行仿真。

如圖2.58，LT1012IA在25℃環(huán)境中，工作電壓為±15V時(shí)，VOS最大值為25uV，Ib最大值為100pA,開(kāi)環(huán)電壓增益典型值為2000V/mV。

圖2.58 LT1012電氣參數(shù)

當(dāng)ADA4177供電電壓Vcc1為+15V，Vee1為-15V，Vout1瞬態(tài)分析結(jié)果為-0.013mV，如圖2.65。

圖2.65 ADA4177電源抑制比測(cè)試Vout1瞬態(tài)分析結(jié)果

當(dāng)ADA4177供電電壓Vcc2為+14V，Vee2為-14V，Vout2仿真結(jié)果為0.013mV，如圖2.66。

圖2.66 ADA4177電源抑制比測(cè)試Vout2仿真結(jié)果

將上述結(jié)果，代入式2-41，計(jì)算ADA4177的電源抑制比為:

仿真計(jì)算結(jié)果131.7dB在參數(shù)范圍內(nèi)，如圖2.4介于ADA4177電源抑制比參數(shù)典型值（145dB）與最小值（125dB）之間。

綜上，基于輔助放大器電路的電源抑制比測(cè)量方法可以有效實(shí)現(xiàn)待測(cè)放大器的共模抑制比參數(shù)測(cè)量。需要注意的是該方法針對(duì)電源抑制比參數(shù)的直流性能。在DCDC電源供電的放大器電路中，必須結(jié)合電源抑制比與頻率的性能。

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：放大器電源抑制比參數(shù)影響評(píng)估與測(cè)試電路仿真

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