Hubungan antara PSRR dan gain

9

Wikipedia mengatakan bahwa rasio penolakan catu daya (PSRR) adalah rasio derau keluaran yang mengacu pada masukan vs derau di catu daya:

PSRR didefinisikan sebagai rasio dari perubahan tegangan suplai ke tegangan input (diferensial) ekivalen yang dihasilkannya dalam op-amp

Desain Kualitas Baik Analog Cmos Integrated Circuits oleh Razavi tampaknya mengatakan hal yang sama:

Rasio penolakan catu daya (PSRR) didefinisikan sebagai gain dari input ke output dibagi dengan gain dari pasokan ke output.

Jadi penolakan keseluruhan dari catu daya ke keluaran bervariasi dengan gain loop tertutup op-amp?

Jadi op-amp dengan gain +40 dB dan 100 dB PSRR, dengan noise 0 dBV pada catu daya akan memiliki -60 dBV noise pada output? Contoh Wikipedia tampaknya mengatakan bahwa itu akan menjadi -120 dBV, yang saya tidak mengerti.

Apakah ada juga komponen output PSRR? Seperti jika Anda menurunkan gain amp, input suara yang dirujuk akan berkurang, kan? Tetapi apakah kemudian ada komponen yang konstan digabungkan dari catu daya melalui tahap output yang mulai mendominasi?

Perangkat Analog MT-043 , di sisi lain, mengatakan:

PSRR atau PSR dapat dirujuk ke output (RTO) atau input (RTI). Nilai RTI dapat diperoleh dengan membagi nilai RTO dengan penguatan amplifier. Dalam kasus op amp tradisional, ini akan menjadi gain noise. Lembar data harus dibaca dengan cermat, karena PSR dapat dinyatakan sebagai nilai RTO atau RTI.

Apakah ini benar? Bagaimana Anda mengetahui dari lembar data metode mana yang digunakan?

endolit
sumber

Jawaban:

7

Keuntungan benar-benar HANYA bagian penting dari PSRR. Pada dasarnya apa yang Anda katakan adalah seberapa besar op-amp saat memberi makan sinyal membatalkan semua riak yang diperkenalkan dari catu daya, bukan dari input rangkaian ..

Mari kita ambil contoh sederhana: pengikut tegangan ideal (gain loop terbuka tak terbatas) (output diikat langsung ke input pembalik, diumpankan dari input bukan pembalik). Sirkuit ini memiliki gain loop tertutup sebesar 1, tetapi umpan balik (karena gain keseluruhannya sangat tinggi SOOO) akan berarti bahwa riak catu daya akan dibatalkan karena umpan balik yang memaksa input non-pembalik dan pembalik berada di jalur yang sempurna ..

Tapi ambil contoh SAMA, tetapi buat gain loop OPEN dari opamp 1, masih dengan gain loop tertutup 1, lalu tiba-tiba op amp tidak bisa mengikuti perubahan antara input non-pembalik dan input keluaran-pembalik . Dan karenanya semua riak dari catu daya akan terlihat pada output (pada dasarnya op-amp akan berubah menjadi sumber derau dengan derau menjadi riak catu daya yang digabungkan)

Saya mengerti BAGAIMANA stevenvh dapat mengatakan bahwa gain tidak berarti, karena yang dimaksud adalah gain loop TERTUTUP ... Tetapi gain pertanyaannya adalah gain loop OPEN, dan YA, yang SEMUANYA dalam PSRR.

EDIT : Dan untuk menjawab pertanyaan Anda, hanya untuk menindaklanjuti sedikit di sini, PSRR terkait dengan gain loop terbuka, tetapi semakin banyak gain loop tertutup yang Anda perkenalkan, semakin banyak riak catu daya yang akan Anda dapatkan pada output (karenanya 60dB yang Anda referensi atas)

Inilah sebabnya: Contoh yang sama saya berikan di atas, kecuali kali ini Anda memiliki op amp NYATA, (gain loop terbuka terbatas), dan resistor di jalur umpan balik Anda, yang berarti Anda memiliki gain loop tertutup pada beberapa nilai, katakan 6dB. Karena resistor berperilaku sebagai pembagi tegangan, op-amp harus OVERCOMPENSATE untuk riak catu daya yang diumpankan kembali ke input non-pembalik. Jika hanya dapat mengimbangi riak catu daya 100dB, Anda hanya akan mendapat penolakan 94dB. Semakin banyak gain loop tertutup yang Anda perkenalkan, semakin sedikit riak catu daya yang dapat Anda tolak.

Seluruh percakapan berasal dari makna terpisah dari loop terbuka dan gain loop tertutup.

2nd EDIT: Dan cara Anda mendapatkan 60dB, atau saya mendapatkan 94dB adalah Anda harus menyadari bahwa Anda harus mengonversi dB BACK jadi misalnya Anda harus menggunakan

20catatan10(101002010620)=94dB

20catatan10(1010020104020)=60dB.

Dan YA orang lain yang mengatakan itu seharusnya 1mV bukan 1μV di Wikipedia benar.

luar biasa
sumber
2

Kebingungan di sini adalah bahwa PSRR (Power Supply Rejection Ratio) adalah istilah umum yang dalam praktiknya sebenarnya digunakan untuk merujuk pada banyak hal. Secara umum ini adalah rasio yang membandingkan perubahan parameter terhadap perubahan tingkat tegangan DC suplai.

Misalnya, PSRR dalam ADC sering digunakan untuk merujuk pada rasio Gain Error untuk Berubah pada Tegangan DC Pasokan.

Beberapa di antaranya berasal dari membingungkan akronim PSRR, yang dapat digunakan sebagai:

"Rasio Penolakan Catu Daya" yang, seperti disebutkan di atas, rasio antara parameter yang diukur dan perubahan tegangan DC suplai .

dan

"Power Supply Ripple Rejection" yang merupakan istilah yang, secara umum, rasio tegangan AC pada pasokan ke tegangan AC pada input atau output. Tapi, ini juga bisa menjadi rasio input ke output dalam hal sesuatu seperti Regulator Linier.

Mari kita lihat sebuah contoh: http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/opa121.pdf


Di sini Anda akan melihat pada tabel di halaman 2 nilai yang tercantum di bawah bagian "Tegangan Offset" sebagai "Penolakan Pasokan".

Ini adalah "Rasio Penolakan Catu Daya" yang membandingkan perubahan level DC suplai dengan perubahan tegangan offset output.


Pada halaman 3 nilai yang tercantum di bawah bagian "Input Offset Voltage" sebagai "Penolakan Pasokan".

Ini adalah "Rasio Penolakan Catu Daya" yang membandingkan perubahan tingkat pasokan dengan perubahan tegangan offset input.


Melihat grafik di halaman 4, kita melihat grafik "Penolakan Catu Daya vs Frekuensi".

Ini adalah pengukuran "Penolakan Riak Catu Daya" dari penolakan riak AC yang merupakan perbandingan Riak Pasokan dengan Riak Masukan.


Yang terakhir ini mungkin agak membingungkan karena untuk sebuah op-amp, "Penolakan Riak Catu Daya" sering ditentukan sebagai rasio dari riak pasokan ke riak input. Ini biasanya akan menjadi kasus untuk perangkat dengan umpan balik atau dalam kasus op-amp, umumnya digunakan dengan umpan balik.

Untuk perangkat tanpa umpan balik, penguat audio kelas D misalnya, "Penolakan Riak Catu Daya" biasanya hanya rasio riak pasokan ke riak keluaran dan "Rasio Penolakan Catu Daya" adalah pengukuran dampak pada level DC pasokan ke tegangan offset keluaran.

Singkatnya, sebenarnya tidak ada definisi yang keras dan cepat untuk 'PSRR' dan sering istilah lain digunakan seperti 'Penolakan Pasokan', 'Penolakan Riak', 'Penolakan Catu Daya', dll. Yang penting adalah bahwa mereka selalu pengukuran yang menggambarkan efek catu daya pada rangkaian yang dimaksud. Untuk mengetahui apa sebenarnya arti pengukuran, Anda harus mempertimbangkan konteks pengukuran serta mode pengoperasian perangkat.

EDIT: Berikut adalah beberapa contoh penggunaan berbeda oleh pabrikan:

National Semiconductor : Menggunakan istilah "Rasio Penolakan Catu Daya" untuk AC dan "Rasio Penolakan Catu Daya DC" untuk DC.

Maxim : Menggunakan "Rasio Penolakan Catu Daya" untuk DC dan "Penolakan Ripple" untuk AC

TI : Menggunakan "Penolakan Riak Catu Daya (PSRR)" LDOs dan Berbagai bentuk "Penolakan Pasokan" untuk Op-amp (lihat lembar data di atas).

Perangkat Analog : Menggunakan "Rasio Penolakan Catu Daya" mendefinisikannya sebagai yang terkait dengan input atau output, dan bahkan berpendapat bahwa istilah PSRR tidak boleh digunakan jika dinyatakan dalam dB melainkan PSR (Power Supply Rejection) yang seharusnya.

Ada banyak contoh lagi tetapi saya akan berhenti begitu saja.

Jadi sekali lagi, tidak ada definisi standar di sini, semuanya tergantung konteks.

Menandai
sumber
Pertanyaan saya adalah tentang op-amp. Saya sangat skeptis bahwa ada definisi berbeda untuk "Rasio Penolakan Catu Daya" (PSRR) dan "Penolakan Ripple Catu Daya" (PSRR). Saya menduga mereka adalah hal yang sama, diukur dengan cara yang sama, dan pengukuran DC hanyalah komponen pada 0 Hz. Lembar data yang saya lihat adalah dari pabrikan yang berbeda, dan bagan mereka diberi label "RASIO PENILAIAN TENAGA LISTRIK vs. FREKUENSI" dan "RASIO PENILAIAN PENYEDIAAN TENAGA LISTRIK vs FREKUENSI".
endolith
@endolith Saya menambahkan beberapa contoh ... tidak ada standardisasi dalam industri dalam hal istilah-istilah ini, Anda hanya perlu mencari tahu apa yang mereka maksudkan dengan konteks atau dengan melihat definisi produsen tertentu.
Tandai
Masih terlihat seperti tidak ada perbedaan antara pengukuran AC dan DC dalam op-amp, dan istilah tersebut digunakan secara bergantian.
endolith
@ endolith fakta bahwa tidak ada konvensi penamaan standar memang merupakan inti dari jawaban saya ...
Mark
0

Ada PDF prosedur uji op-amp di situs web Intersil di sini yang menunjukkan bahwa PSRR dirujuk ke input penguat. Menurut perhitungan saya, kebisingan keluaran 1uV Wikipedia harus membaca 1mV.

20catatan(1V1mV/100)

MikeJ-UK
sumber
Eh, bukankah 1 mV / 100 bukan 10 uV?
stevenvh
@stevenvh 1mV output noise yang disebut input penguat X100 adalah 10uV dan 20 * log (1V / 10uV) = 100dB
MikeJ-UK
0

Makalah topologi op-amp Microchip menjelaskannya seperti ini:

"Dalam sistem loop tertutup, kemampuan penolakan catu daya yang kurang ideal dari penguat memanifestasikan dirinya sebagai kesalahan tegangan offset ..."

PSRR(dB)=20lHaigΔVSUPPL.YΔVHAIS

PSR(VV)=ΔVHAISΔVSUPPL.Y

dimana

VSUPPL.Y=VDD-VSS

ΔVHAIS=

Lebih lanjut dikatakan bahwa memiliki PSR yang buruk tidak baik untuk amplifier loop tertutup gain tinggi yang ditenagai oleh baterai, karena perubahan DC pada tegangan suplai (saat baterai dilepaskan) akan memiliki pengaruh yang terukur pada output karena input mengimbangi perubahan.

Adam Lawrence
sumber