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运算放大器参数的交流功率抑制比的详细说明

运算放大器中有一个非常重要的参数,即交流电源抑制比AC-PSRR。该参数在实际应用电路中相对更有价值,但我们经常忽略它。 DC PSRR通常在运算放大器的数据表参数表中给出。 AC-PSRR通常以图表的形式给出,我们经常忽略图表中的信息。但是,我们经常忽略的是关键。下图是OPA376数据表中的PSRR图表。从图表中,我们可以看到两点信息:(1)PSRR随着电源AC频率的增加而降低,(2)正电源和负电源的AC-PSRR不同。以上两点会在应用电路中造成不愉快的问题。下图说明了电源上的峰峰值为100mV,频率为20kHz的纹波,这将使放大器电路的输出增加20uV,20kHz的噪声信号。通常,在运算放大器的应用电路中使用线性电源,以向运算放大器供电并对运算放大器的电源进行滤波。但是,为了提高效率并减少某些手持式设备的功耗,必须使用开关电源为运算放大器供电。开关电源的频率通常超过100kHz,甚至达到MHz的水平。在此频率下,运算放大器的PSR功能会迅速下降。例如,当OPA376为100kHz时,PSRR仅为50dB。与DC-PSRR高于100dB相差甚远。另一个问题是,在单电源手动分批设备中,“降压-升压”电路会产生故障。开关电容器通常用于将正功率转换为负功率。在上图中看到运算放大器的AC-PSRR接在负电源上之后,这会使我们有些汗水。运算放大器的PSRR指的是由电源电压的变化引起的输入失调电压的变化。因此,可以通过参考测量偏移电压的方法来测量PSRR。将电源电压更改为⊿Vcc,然后测量并计算⊿Vios以计算PSRR。如上所述,当运算放大器由开关电源供电时,PSRR随频率增加而降低。使运算放大器的输出端有很多纹波噪声。下面提供了一种简单的方法,该方法仅适用于低功率运算放大器。如果运算放大器的功耗小于5mA,则在DC-DC输出的电源和运算放大器的电源之间添加一个小电阻器(如下图所示)。然后,该10欧姆电阻产生的电压降小于50mV。让我们看一下该电路的效果,如下图所示。频率响应在100kHz时为-36dB,这相当于在运算放大器中增加了36dB的PSRR。这种功耗的损失仍然值得以换取这种效果。另一种有效的方法是使串联电容器对电源进行滤波。串联电容器是三端电容器,但是与普通的三端电容器相比,由于直接安装在金属板上,其接地电感更大,并且接地电感很小,几乎没有引线电感的影响。此外,其输入和输出端子由金属板隔离,从而消除了高频耦合。这两个特性决定了直通电容器具有接近理想电容器的滤波效果。