与线性电源相比,开关电源具有效率高,体积小的优点,已广泛用于各种电子产品中。但是,在精密测量电路中,开关电源对模拟信号处理电路提出了很大的挑战。不能忽略的原因是放大器的交流电源抑制能力有限。本文讨论了放大器电源抑制比的交流性能评估方法以及改善抑制性能的方法。放大器的电源抑制比具有两个特性:(1)电源抑制比随着频率的增加而显着降低。 (2)放大器的正电源和负电源的共模抑制比具有随频率增加而抑制的差异。图2.61显示了ADA4077电源抑制比与频率之间的关系。可以看出,正电源抑制比和负电源抑制比的曲线不一致。当提供±15V电源时,100Hz时的负电源抑制比约为100dB,正电源抑制比约为90dB。当频率超过100KHz时,正负电源抑制比会明显下降40〜60dB。图2.61 ADA4077电源抑制比与频率之间的关系如图2.62所示。使用频率为400KHz的开关电源,会产生一个20mV纹波的+ 5V电压来为ADA4077供电。参见图2.61,ADA4077在400KHz时的共模抑制比约为20dB。因此,ADA4077的输入端产生幅度为2mV且频率为400KHz的噪声,该噪声在输出端转换为幅度为4mV且频率为400KHz的噪声。图2.62 ADA4077电源抑制比评估电路因此,在开关电源的精密电路中,依靠放大器本身来提高电源抑制比的方法非常有限。有两种方法可以提高电路的电源抑制能力:1.在电源路径中添加滤波;如图2.67所示。它通常是电解电容器和陶瓷电容器的组合。在某些情况下,可以添加铁氧体磁珠。其中,C1用作瞬态电流的电荷库以抑制低频噪声,通常是10〜100μF的电解电容器。 C2用于抑制高频电源噪声,通常为0.01〜0.1μF低电感表面贴装陶瓷电容器,且PCB布局位置靠近IC电源引脚放置,然后通过最短的线。有效的。图2.67电源去耦电路2.放大器优先使用线性电源作为电源。在选择线性电源时,必须关注开关电源的频率和要在该频率附近选择的线性电源的电源抑制比性能。图4.2(a)是LDO1117电源抑制比与许多工程师所熟知的频率之间的关系。可以看出,1117在1KHz时具有最强的电源抑制比,达到84dB。 100KHz时的电源抑制比仅为40dB,高于100KHz的电源。没有提供抑制率性能。图4.2(b)显示了作者在精密测量领域成功推广的线性电源LT3045的电源抑制比与频率之间的关系。 1KHz时电源抑制比超过110dB,1MHz时电源抑制比至少为76dB。图4.21117和LT3045的电源抑制比示例图4.3(a)是LT3045的电源抑制比模拟电路,其结果如图4.3(b)所示。当频率低于1KHz时,电源抑制比通常高于100dB,而当频率为10〜400KHz时,电源抑制比约为77dB,当前小体积DCDC开关频率可以达到1〜 2MHz。在此范围内,电源抑制比显着提高。图4.3 LT3045PSRR仿真因此,如果将LT3045添加到图2.62的电源电路中,则开关电源中的20mV400KHz纹波信号将被抑制到大约2μV,这将大大降低开关电源纹波对放大器的影响。电路。如下,我们讨论一个提高LDO电源抑制比的示例。 2018年1月12日,作者拜访了一个企业孵化基地的团队,并得知他们正在开发一种控制手部范围的设备