如何測(cè)量MAX38902A/MAX38902B的電源抑制比

電源上的噪聲通常會(huì)傳播到輸出端，并且通常是不需要的，特別是在精密測(cè)量和RF通信等敏感應(yīng)用中。線性穩(wěn)壓器 （LDO） 根據(jù)其電源抑制比 （PSRR） 抑制交流噪聲。PSRR是噪聲頻率和輸入至輸出電壓差的函數(shù)。此外，PSRR值在制造商的數(shù)據(jù)手冊(cè)中并未一致顯示。本應(yīng)用筆記介紹了使用OMICRON的Bode 100確定MAX38902A/B的PSRR的詳細(xì)測(cè)量步驟，從而使讀者能夠在適合其應(yīng)用的條件下進(jìn)行自己的PSRR測(cè)量。

介紹

電源抑制比（PSRR）描述了放大器在其直流電源電壓變化時(shí)保持輸出電壓的能力。該比率可以表示如下：PSRR = （V的變化在）/（V 中的更改外).圖 1 顯示了 PSRR 公式的概念，其中 V在和 V外分別表示輸入和輸出的變化。

圖1.MAX38902 PSRR框圖

實(shí)際上，輸入電源上的噪聲也會(huì)傳播到輸出端。在運(yùn)算放大器中，正電源和負(fù)電源會(huì)產(chǎn)生PSRR+和PSRR?。然而，在低壓差穩(wěn)壓器（LDO）中，一個(gè)PSRR值是衡量穩(wěn)壓器在標(biāo)稱直流電壓下抑制交流信號(hào)的能力的指標(biāo)。通常，PSRR以分貝表示，并在很寬的頻率范圍內(nèi)（10Hz至1MHz是常見的）內(nèi)定義，公式如下：

PSRR = -20Log （紋波輸入）/（紋波輸出）

其中紋波輸入是V變化的RMS值在輸入端（施加的電源）和紋波輸出是輸出端電壓變化的RMS值。

請(qǐng)注意，PSRR 是一個(gè)負(fù)值，但為簡(jiǎn)單起見，我們有時(shí)會(huì)刪除符號(hào)并提及絕對(duì)值。

PSRR性能在很大程度上取決于輸入至輸出電壓的差異。隨著輸入電壓的下降和LDO接近壓差，PSRR性能會(huì)顯著下降。這是因?yàn)楫?dāng)輸入電壓降低時(shí)，功率pMOS調(diào)整器件接近飽和操作邊界，需要較大的柵極電壓擺幅來維持穩(wěn)壓。發(fā)生PSRR降級(jí)的特定輸入電壓取決于LDO的壓差規(guī)格。

通常，當(dāng)輸入在壓差規(guī)格的三倍以內(nèi)時(shí)，LDO抑制輸入電源紋波的能力會(huì)顯著下降。例如，MAX38902A/B保證壓差為100mV，因此，如果需要合理的PSRR （~40dB）性能，壓降不應(yīng)低于300mV。提高輸入電壓可以改善PSRR。同時(shí)，較高的輸入至輸出電壓會(huì)增加LDO的功耗，并對(duì)效率產(chǎn)生不利影響。這種額外的功率損耗通常是不希望的。具有更好壓差性能的LDO有可能以最小的輸入至輸出電壓提供最佳的PSRR，從而產(chǎn)生更高的效率。

圖2所示為MAX38902A/B在兩個(gè)不同V時(shí)的PSRR在- 五外值。藍(lán)色曲線顯示 V 處的 PSRR在- 五外= 100mV，其中PSRR下降在-50dB和-60dB之間;綠色曲線顯示 V 處的 PSRR在- 五外= 400mV，其中PSRR達(dá)到-80dB。LDO通常在較高頻率下表現(xiàn)出較差的PSRR。但是，MAX38902A/B在5MHz和10kHz時(shí)具有PSRR ?-60dB，PSRR為-80dB。

圖2.MAX38902A/B PSRR at V在- 五外= 400mV 和 V在- 五外= 100mV。

由于PSRR可以在各種條件下測(cè)量，因此制造商不會(huì)在其產(chǎn)品數(shù)據(jù)表中包括所有條件。在本應(yīng)用筆記中，我們展示了使用OMICRON的Bode 100確定MAX38902A/B的PSRR的詳細(xì)測(cè)量步驟，允許讀者在適合其應(yīng)用的條件下進(jìn)行自己的PSRR測(cè)量。圖3顯示了測(cè)量所需的設(shè)置。?

圖3.PSRR測(cè)量所需的設(shè)置，使用帶注入變壓器的Bode 100和MAX38902 LDO。

測(cè)量

所需設(shè)備

進(jìn)行測(cè)量需要以下設(shè)備：

MAX38902評(píng)估板

能夠承載2A負(fù)載的放大器

奧密克戎實(shí)驗(yàn)室 Bode 100

OMICRON 實(shí)驗(yàn)室寬帶注入變壓器

設(shè)置

使用Bode 100測(cè)量PSRR時(shí)，確保MAX3892評(píng)估板的輸入和輸出連接器直接連接到Bode 100通道，如圖4所示。這減少了系統(tǒng)中的額外噪音。圖5是整個(gè)測(cè)量設(shè)置的簡(jiǎn)化框圖。

圖4.MAX3892評(píng)估板與Bode 100直接連接

圖5.測(cè)量設(shè)置框圖。

MAX38902評(píng)估板設(shè)置

在兩個(gè) V 上連接負(fù)載為 5W 的 BNC 適配器在和 V外MAX38902A/B。

將注入變壓器連接到放大器的輸入端，并從放大器的輸出連接到V在MAX38902評(píng)估板

在 V 處施加所需的輸入電壓在MAX389 0評(píng)估板

集合五外并施加電阻負(fù)載，以達(dá)到測(cè)量要求。

注意：在V下進(jìn)行PSRR測(cè)量在和 V外MAX38902評(píng)估板一次一個(gè)。首先，測(cè)量V的PSRR在然后測(cè)量 V 的 PSRR外;然后，在最后，減去 V 處的噪聲外和 V在以獲取 PSRR。測(cè)量 V在PSRR，以確保輸入端沒有信號(hào)，在測(cè)量V時(shí)的PSRR時(shí)應(yīng)顯示一條平線在.

波特 100 設(shè)置

為確保Bode 100與MAX38902評(píng)估板正確連接：

打開波特分析器套件 （BAS）（最新版本可在 www.omicron-lab.com 獲得）。

Bode 100 的設(shè)置如下（見圖 6）：

測(cè)量模式：頻率掃描模式

啟動(dòng)頻率：100Hz

停止頻率：10兆赫

掃描：對(duì)數(shù)

點(diǎn)數(shù)：401（或更多）

接收機(jī)帶寬：30Hz

衰減器接收器 1：20dB

衰減器接收器 2：20dB

源電平：-10dBm
注：通過監(jiān)測(cè)注入MAX38902EVKIT輸入端的放大器輸出信號(hào)，相應(yīng)地調(diào)整源電平。通常，需要50mV至100mV峰峰值的源電平。使用示波器上的示波器探頭進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

圖6.博德 100 設(shè)置。

要配置硬件設(shè)置，請(qǐng)轉(zhuǎn)到主頁|阻抗/反射，僅將CH2的開關(guān)轉(zhuǎn)到ON位置;僅將此通道用于 V在和 V外MAX38902A/B，一次一個(gè)。請(qǐng)注意，CH1 或 CH2 可用于此測(cè)量，即使我們?cè)诖颂幨褂?CH2（見圖 7）。

圖7.Bode 100 中的硬件設(shè)置。

現(xiàn)在，通過使用單次掃描模式掃描頻率來開始測(cè)量。V 的第一次掃描在通過將MAX38902 BNC連接器連接到Bode 100的CH2。完成后，通過轉(zhuǎn)到“報(bào)告|”將結(jié)果保存在Microsoft Excel電子表格中另存為Excel工作表。對(duì) V 重復(fù)此步驟??外并保存測(cè)量值。 注意：測(cè)量V時(shí)在噪聲，結(jié)果應(yīng)在 0 電平上持平。在較高頻率下，由于輸入電容的影響，噪聲并不平坦。

結(jié)果

打開保存在Excel中的測(cè)量值。查找 V在和 V外噪聲，以dB為單位，然后減去V外- 五在并找出PSRR與頻率的關(guān)系。結(jié)果可以繪制得類似于圖2。

審核編輯：郭婷