如何测量MAX38902A/MAX38902B的电源抑制比

电源上的噪声通常会传播到输出端,并且通常是不需要的,特别是在精密测量和rf通信等敏感应用中。线性稳压器 (ldo) 根据其电源抑制比 (psrr) 抑制交流噪声。psrr是噪声频率和输入至输出电压差的函数。此外,psrr值在制造商的数据手册中并未一致显示。本应用笔记介绍了使用omicron的bode 100确定max38902a/b的psrr的详细测量步骤,从而使读者能够在适合其应用的条件下进行自己的psrr测量。
介绍
电源抑制比(psrr)描述了放大器在其直流电源电压变化时保持输出电压的能力。该比率可以表示如下:psrr = (v的变化在)/(v 中的更改外).图 1 显示了 psrr 公式的概念,其中 v在和 v外分别表示输入和输出的变化。
图1.max38902 psrr框图
实际上,输入电源上的噪声也会传播到输出端。在运算放大器中,正电源和负电源会产生psrr+和psrr¬。然而,在低压差稳压器(ldo)中,一个psrr值是衡量稳压器在标称直流电压下抑制交流信号的能力的指标。通常,psrr以分贝表示,并在很宽的频率范围内(10hz至1mhz是常见的)内定义,公式如下:
psrr = -20log (纹波输入)/(纹波输出)
其中纹波输入是v变化的rms值在输入端(施加的电源)和纹波输出是输出端电压变化的rms值。
请注意,psrr 是一个负值,但为简单起见,我们有时会删除符号并提及绝对值。
psrr性能在很大程度上取决于输入至输出电压的差异。随着输入电压的下降和ldo接近压差,psrr性能会显著下降。这是因为当输入电压降低时,功率pmos调整器件接近饱和操作边界,需要较大的栅极电压摆幅来维持稳压。发生psrr降级的特定输入电压取决于ldo的压差规格。
通常,当输入在压差规格的三倍以内时,ldo抑制输入电源纹波的能力会显著下降。例如,max38902a/b保证压差为100mv,因此,如果需要合理的psrr (~40db)性能,压降不应低于300mv。提高输入电压可以改善psrr。同时,较高的输入至输出电压会增加ldo的功耗,并对效率产生不利影响。这种额外的功率损耗通常是不希望的。具有更好压差性能的ldo有可能以最小的输入至输出电压提供最佳的psrr,从而产生更高的效率。
图2所示为max38902a/b在两个不同v时的psrr在- 五外值。蓝色曲线显示 v 处的 psrr在- 五外= 100mv,其中psrr下降在-50db和-60db之间;绿色曲线显示 v 处的 psrr在- 五外= 400mv,其中psrr达到-80db。ldo通常在较高频率下表现出较差的psrr。但是,max38902a/b在5mhz和10khz时具有psrr ̃-60db,psrr为-80db。
图2.max38902a/b psrr at v在- 五外= 400mv 和 v在- 五外= 100mv。
由于psrr可以在各种条件下测量,因此制造商不会在其产品数据表中包括所有条件。在本应用笔记中,我们展示了使用omicron的bode 100确定max38902a/b的psrr的详细测量步骤,允许读者在适合其应用的条件下进行自己的psrr测量。图3显示了测量所需的设置。®
图3.psrr测量所需的设置,使用带注入变压器的bode 100和max38902 ldo。
测量
所需设备
进行测量需要以下设备:
max38902评估板
能够承载2a负载的放大器
奥密克戎实验室 bode 100
omicron 实验室宽带注入变压器
设置
使用bode 100测量psrr时,确保max3892评估板的输入和输出连接器直接连接到bode 100通道,如图4所示。这减少了系统中的额外噪音。图5是整个测量设置的简化框图。
图4.max3892评估板与bode 100直接连接
图5.测量设置框图。
max38902评估板设置
在两个 v 上连接负载为 5w 的 bnc 适配器在和 v外max38902a/b。
将注入变压器连接到放大器的输入端,并从放大器的输出连接到v在max38902评估板
在 v 处施加所需的输入电压在max389 0评估板
集合五外并施加电阻负载,以达到测量要求。
注意:在v下进行psrr测量在和 v外max38902评估板一次一个。首先,测量v的psrr在然后测量 v 的 psrr外;然后,在最后,减去 v 处的噪声外和 v在以获取 psrr。测量 v在psrr,以确保输入端没有信号,在测量v时的psrr时应显示一条平线在.
波特 100 设置
为确保bode 100与max38902评估板正确连接:
打开波特分析器套件 (bas)(最新版本可在 www.omicron-lab.com 获得)。
bode 100 的设置如下(见图 6):
测量模式:频率扫描模式
启动频率:100hz
停止频率:10兆赫
扫描:对数
点数:401(或更多)
接收机带宽:30hz
衰减器接收器 1:20db
衰减器接收器 2:20db
源电平:-10dbm
注:通过监测注入max38902evkit输入端的放大器输出信号,相应地调整源电平。通常,需要50mv至100mv峰峰值的源电平。使用示波器上的示波器探头进行监测。
图6.博德 100 设置。
要配置硬件设置,请转到主页|阻抗/反射,仅将ch2的开关转到on位置;仅将此通道用于 v在和 v外max38902a/b,一次一个。请注意,ch1 或 ch2 可用于此测量,即使我们在此处使用 ch2(见图 7)。
图7.bode 100 中的硬件设置。
现在,通过使用单次扫描模式扫描频率来开始测量。v 的第一次扫描在通过将max38902 bnc连接器连接到bode 100的ch2。完成后,通过转到“报告|”将结果保存在microsoft excel电子表格中另存为excel工作表。对 v 重复此步骤®®外并保存测量值。 注意:测量v时在噪声,结果应在 0 电平上持平。在较高频率下,由于输入电容的影响,噪声并不平坦。
结果
打开保存在excel中的测量值。查找 v在和 v外噪声,以db为单位,然后减去v外- 五在并找出psrr与频率的关系。结果可以绘制得类似于图2。


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