Beziehung zwischen PSRR und Gewinn

Wikipedia sagt, dass das Power Supply Rejection Ratio (PSRR) das Verhältnis des Ausgangsrauschens bezogen auf das Eingangsrauschen zum Rauschen am Netzteil ist:

Das PSRR ist definiert als das Verhältnis der Änderung der Versorgungsspannung zur äquivalenten (differentiellen) Eingangsspannung, die es im Operationsverstärker erzeugt

Das Design von analogen Cmos-integrierten Schaltkreisen in guter Qualität von Razavi scheint dasselbe zu sagen:

Das Power Supply Rejection Ratio (PSRR) ist definiert als die Verstärkung vom Eingang zum Ausgang geteilt durch die Verstärkung von der Versorgung zum Ausgang.

Die Gesamtunterdrückung von der Stromversorgung zum Ausgang variiert also mit der Regelverstärkung des Operationsverstärkers?

Ein Operationsverstärker mit +40 dB Verstärkung und 100 dB PSRR mit 0 dBV Rauschen an der Stromversorgung hätte also -60 dBV Rauschen am Ausgang? Das Wikipedia-Beispiel scheint zu sagen, dass es stattdessen -120 dBV wäre, was ich nicht verstehe.

Gibt es auch eine Ausgabekomponente von PSRR? Wenn Sie beispielsweise die Verstärkung des Verstärkers verringern, nimmt das eingangsbezogene Rauschen ab, oder? Aber gibt es dann eine konstante Komponente, die von der Stromversorgung über die Ausgangsstufen gekoppelt wird und zu dominieren beginnt?

Analog Devices MT-043 sagt dagegen:

PSRR oder PSR können entweder auf den Ausgang (RTO) oder den Eingang (RTI) bezogen werden. Der RTI-Wert kann erhalten werden, indem der RTO-Wert durch die Verstärkerverstärkung dividiert wird. Im Fall des herkömmlichen Operationsverstärkers wäre dies die Rauschverstärkung. Das Datenblatt sollte sorgfältig gelesen werden, da PSR entweder als RTO- oder RTI-Wert ausgedrückt werden kann.

Ist das wahr? Wie erfahren Sie aus dem Datenblatt, welche Methode verwendet wird?

Gewinn ist absolut der EINZIGE wichtige Teil von PSRR. Im Wesentlichen sagen Sie, wie viel ein Operationsverstärker beim Rückkoppeln eines Signals alle vom Stromnetz und nicht vom Eingang der Schaltung eingebrachten Welligkeiten ausgleichen kann.

Nehmen wir ein einfaches Beispiel: einen idealen Spannungsfolger (unendliche Verstärkung im offenen Regelkreis) (Ausgang direkt an den invertierenden Eingang gebunden, gespeist vom nicht invertierenden Eingang). Die Schaltung hat eine Regelverstärkung von 1, aber die Rückkopplung (da die Gesamtverstärkung SOOO hoch ist) bedeutet, dass jegliche Welligkeit der Stromversorgung aufgrund der Rückkopplung aufgehoben wird, wodurch die nicht invertierenden und invertierenden Eingänge gezwungen werden, sich im perfekten Gleichschritt zu befinden.

Nehmen Sie das gleiche Beispiel, aber machen Sie die OPEN-Loop-Verstärkung des Operationsverstärkers 1, immer noch mit der Closed-Loop-Verstärkung von 1, dann kann der Operationsverstärker plötzlich nicht mehr mit den Änderungen zwischen dem nicht invertierenden Eingang und dem ausgangsinvertierenden Eingang Schritt halten . Und daher wäre jede Welligkeit von der Stromversorgung am Ausgang sichtbar (im Wesentlichen würde sich der Operationsverstärker in eine Rauschquelle verwandeln, wobei das Rauschen die Welligkeit der gekoppelten Stromversorgung ist).

Ich verstehe, WIE Stevenvh sagen könnte, dass die Verstärkung nicht aussagekräftig ist, weil er die Verstärkung der geschlossenen Schleife meinte ... Aber die Verstärkung der Frage ist die Verstärkung der offenen Schleife, und JA, das ist ALLES in PSRR.

BEARBEITEN : Und um Ihre Frage zu beantworten, um hier etwas weiter zu verfolgen, bezieht sich das PSRR auf die Verstärkung im offenen Regelkreis. Je mehr Verstärkung Sie im geschlossenen Regelkreis einführen, desto mehr Welligkeit der Stromversorgung erhalten Sie am Ausgang (daher die 60 dB, auf die Sie sich beziehen über)

Hier ist der Grund: Das gleiche Beispiel, das ich oben gegeben habe, außer dass Sie diesmal einen REAL-Operationsverstärker (endliche Verstärkung im offenen Regelkreis) und Widerstände in Ihrem Rückkopplungspfad haben, was bedeutet, dass Sie eine Verstärkung im geschlossenen Regelkreis von einem bestimmten Wert haben, z. B. 6 dB. Da sich die Widerstände wie ein Spannungsteiler verhalten, muss der Operationsverstärker ÜBERKOMPENSIEREN, damit die Welligkeit der Stromversorgung auf den nicht invertierenden Eingang zurückgeführt wird. Wenn nur 100 dB Welligkeit des Netzteils ausgeglichen werden können, erhalten Sie nur 94 dB Ablehnung. Je mehr Closed-Loop-Verstärkung Sie einführen, desto weniger Welligkeit der Stromversorgung können Sie zurückweisen.

Das gesamte Gespräch ergibt sich aus den getrennten Bedeutungen von Open-Loop- und Closed-Loop-Verstärkung.

2. BEARBEITUNG: Und die Art und Weise, wie Sie 60 dB erhalten, oder ich bekomme meine 94 dB, ist, dass Sie erkennen müssen, dass Sie dB BACK konvertieren müssen, damit Sie zum Beispiel verwenden müssen

Und JA, der andere Typ, der gesagt hat, es sollte 1 mV sein, nicht 1 µV auf Wikipedia, ist korrekt.

Die Verwirrung hier ist, dass PSRR (Power Supply Rejection Ratio) ein allgemeiner Begriff ist, der in der Praxis tatsächlich verwendet wird, um sich auf mehrere Dinge zu beziehen. Im Allgemeinen ist es ein Verhältnis, das eine Änderung eines Parameters mit einer Änderung des Gleichspannungspegels der Versorgung vergleicht.

Beispielsweise wird PSRR in einem ADC häufig verwendet, um das Verhältnis des Verstärkungsfehlers zur Änderung der Gleichspannung der Versorgung zu bezeichnen.

Ein Teil davon ist auf die Verwechslung des Akronyms PSRR zurückzuführen, das wie folgt verwendet werden kann:

"Power Supply Rejection Ratio", das, wie oben erwähnt, ein Verhältnis zwischen einem gemessenen Parameter und einer Änderung der Gleichspannung der Versorgung ist .

und

"Power Supply Ripple Rejection" ist der Begriff, der im Allgemeinen das Verhältnis von Wechselspannung an der Versorgung zu Wechselspannung am Eingang oder Ausgang ist. Dies kann aber auch ein Verhältnis von Eingang zu Ausgang sein, wenn es sich um einen linearen Regler handelt.

Schauen wir uns ein Beispiel an: http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/opa121.pdf

Hier sehen Sie in der Tabelle auf Seite 2 einen Wert, der im Abschnitt "Offset Voltage" als "Supply Rejection" aufgeführt ist.

Dies ist ein "Power Supply Rejection Ratio", bei dem Änderungen des DC-Pegels der Versorgung mit Verschiebungen der Offset-Spannung des Ausgangs verglichen werden.

Auf Seite 3 ein Wert, der im Abschnitt "Eingangsversatzspannung" als "Versorgungsunterdrückung" aufgeführt ist.

Dies ist ein "Power Supply Rejection Ratio", bei dem Änderungen des Versorgungspegels mit Verschiebungen der Eingangsoffsetspannung verglichen werden.

Wenn Sie sich die Diagramme auf Seite 4 ansehen, sehen Sie ein Diagramm von "Netzteilabweisung gegen Frequenz".

Dies ist eine "Power Supply Ripple Rejection" -Messung der AC Ripple Rejection, bei der es sich um das Verhältnis von Supply Ripple zu Input Ripple handelt.

Letzteres kann etwas verwirrend sein, da bei einem Operationsverstärker die "Unterdrückung der Netzteilwelligkeit" häufig als Verhältnis der Versorgungswelligkeit zur Eingangswelligkeit angegeben wird. Dies ist im Allgemeinen bei Geräten mit Rückkopplung der Fall oder wird im Fall eines Operationsverstärkers im Allgemeinen mit Rückkopplung verwendet.

Bei Geräten ohne Rückkopplung, beispielsweise bei Audioverstärkern der Klasse D, ist "Power Supply Ripple Rejection" normalerweise nur ein Verhältnis der Versorgungswelligkeit zur Ausgangswelligkeit und "Power Supply Rejection Ratio" ein Maß für die Auswirkung auf den Versorgungsgleichstrompegel auf die Ausgangsoffsetspannung.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es keine feste Definition für "PSRR" gibt und häufig andere Begriffe wie "Versorgungsabweisung", "Welligkeitsabweisung", "Netzteilabweisung" usw. verwendet werden. Wichtig ist, dass dies immer der Fall ist Messungen, die die Auswirkung der Stromversorgung auf die betreffende Schaltung beschreiben. Um herauszufinden, was die Messung wirklich bedeutet, müssen Sie den Kontext der Messung sowie die Funktionsweise des Geräts berücksichtigen.

EDIT: Hier sind einige Beispiele für verschiedene Verwendungen nach Hersteller:

National Semiconductor : Verwendet die Begriffe "Power Supply Rejection Ratio" für AC und "DC Power Supply Rejection Ratio" für DC.

Maxim : Verwendet "Power Supply Rejection Ratio" für DC und "Ripple Rejection" für AC

TI : Verwendet LDOs "Power Supply Ripple Rejection (PSRR)" und verschiedene Formen der "Supply Rejection" für Operationsverstärker (siehe Datenblatt oben).

Analoge Geräte : Verwendet "Power Supply Rejection Ratio" (Netzteil-Ablehnungsverhältnis) definiert es als entweder auf den Eingang oder den Ausgang bezogen und argumentiert sogar, dass der Begriff PSRR nicht verwendet werden sollte, wenn er in dB ausgedrückt wird, sondern PSR (Power Supply Rejection).

Es gibt noch viele weitere Beispiele, aber ich werde es dabei belassen.

Auch hier gibt es wirklich keine standardisierte Definition, alles hängt vom Kontext ab.

Auf der Intersil-Website finden Sie eine PDF-Datei mit Testverfahren für Operationsverstärker, aus der hervorgeht, dass PSRR auf den Verstärkereingang bezogen ist. Nach meinen Berechnungen sollte das 1uV-Ausgangsrauschen von Wikipedia 1 mV betragen.

$20 \log(\frac{1\mathrm V}{1\mathrm{mV}/100})$

Das Papier mit den Op-Amp-Topologien von Microchip erklärt dies folgendermaßen:

"In einem System mit geschlossenem Regelkreis manifestiert sich eine weniger als ideale Fähigkeit zur Unterdrückung der Stromversorgung eines Verstärkers als Offset-Spannungsfehler ..."

$PSRR(dB) = 20 log \frac {\Delta V_{SUPPLY}}{\Delta V_{OS}}$

$PSR(\frac{V}{V}) = \frac {\Delta V_{OS}}{\Delta V_{SUPPLY}}$

wo

$V_{SUPPLY} = V_{DD} - V_{SS}$

$\Delta V_{OS} =$

Weiter heißt es, dass ein schlechtes PSR nicht gut für Verstärker mit hoher Verstärkung ist, die mit Batterien betrieben werden, da die Gleichstromänderung der Versorgungsspannung (wenn sich die Batterie entlädt) aufgrund des Eingangs messbare Auswirkungen auf den Ausgang hat Offsetänderung.