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?1、前言
低壓降穩(wěn)壓器 (LDO) 最受歡迎的優(yōu)勢(shì)之一是，能夠衰減開(kāi)關(guān)模式電源生成的電壓紋波。這對(duì)于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、鎖相環(huán) (PLL) 和時(shí)鐘等信號(hào)調(diào)節(jié)器件而言尤為重要，因?yàn)楹性肼暤碾娫措妷簳?huì)影響這類器件的性能。電源抑制比 (PSRR) 仍然常被誤認(rèn)為是單個(gè)靜態(tài)值，下面讓我們討論一下什么是 PSRR，以及影響它的因素有哪些。
2、什么是 PSRR？
PSRR 是一個(gè)常見(jiàn)技術(shù)參數(shù)，在許多 LDO 數(shù)據(jù)表中都會(huì)列出。它規(guī)定了特定頻率的交流元件從 LDO 輸入衰減到輸出的程度。公式 1 將 PSRR 表示為：PSRR( dB) = 20 log(Vripple(in)/Vripple(out))公式 1 表明衰減程度越高，以分貝表示的 PSRR 值將越大。（某些供應(yīng)商采用負(fù)號(hào)來(lái)表示衰減，而大多數(shù)供應(yīng)商，包括 TI 在內(nèi)，卻并非如此。）在數(shù)據(jù)表的電氣特性表中，常?？梢哉业皆?120Hz 或 1kHz 頻率下規(guī)定的 PSRR。但是，單獨(dú)使用此參數(shù)可能無(wú)法確定給定的 LDO 是否滿足具體的濾波要求。下面，對(duì)原因進(jìn)行具體說(shuō)明。
3、應(yīng)用中的 PSRR
圖 1 所示為將 12V 電壓軌調(diào)節(jié)至 4.3V 的直流/直流轉(zhuǎn)換器。后面連接了 TPS717，這是一款 PSRR 值較高的 LDO，用于調(diào)節(jié)3.3V 電壓軌。4.3V 電壓軌上因開(kāi)關(guān)生成的紋波為 ±50mV。LDO 的 PSRR 將確定在 TPS717 的輸出端剩余的紋波量。
圖 1：使用 LDO 過(guò)濾開(kāi)關(guān)噪聲
為確定衰減程度，首先必須了解出現(xiàn)紋波的頻率。假設(shè)此示例中對(duì)應(yīng)的頻率為 1MHz，因?yàn)榇酥嫡锰幱诔Ｒ?jiàn)開(kāi)關(guān)頻率范圍的中間。可以看到，在 120Hz 或 1kHz 下指定的 PSRR 值對(duì)此分析沒(méi)有任何幫助。相反，您必須參考圖 2 中的 PSRR 圖。
圖 2：VIN-VOUT=1V 時(shí) TPS717 的 PSRR 曲線
在以下條件下，1MHz 時(shí)的 PSRR 指定為 45dB。
-
IOUT = 150mA
-
VIN - VOUT = 1V
-
COUT = 1μF
假設(shè)這些條件與具體的應(yīng)用條件相符。在此情況下，45dB 相當(dāng)于 178 的衰減系數(shù)?？梢灶A(yù)計(jì)，輸入端的 ±50mV 紋波在輸出端將被降至 ±281μV。
更改條件
但是，假設(shè)您更改了條件并決定將 VIN-VOUT 減小到 250mV，以便更有效地進(jìn)行調(diào)節(jié)。那么，您需要參考圖 3 中的曲線。
圖 3：VIN-VOUT=0.25V 時(shí) TPS717 的 PSRR 曲線
可以看到，如果保持所有其他條件不變，1MHz 時(shí)的 PSRR 減小到 23dB，即衰減系數(shù)為 14。這是因?yàn)榛パa(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體 (CMOS) 導(dǎo)通元件進(jìn)入三極管（或線性）區(qū)，即，隨著 VIN-VOUT 的值接近壓降電壓，PSRR 開(kāi)始降低。（請(qǐng)記住，壓降電壓是輸出電流及其他因素的函數(shù)。因此，較低的輸出電流會(huì)降低壓降電壓，有助于提高 PSRR。）更改輸出電容器的電容值也會(huì)產(chǎn)生影響，如圖 4 所示。
圖 4：VIN-VOUT=0.25V，COUT=10μF 時(shí) TPS717 的 PSRR 曲線
將輸出電容器的電容值從 1μF 提高到 10μF 時(shí)，盡管 VIN-VOUT 的值仍然為 250mV，1MHz 時(shí)的 PSRR 將增大到 42dB。曲線中的高頻峰已向左移動(dòng)。這是由于輸出電容器的阻抗特性導(dǎo)致的。通過(guò)適當(dāng)調(diào)整輸出電容值，可以調(diào)整或增大衰減程度，以便與特定開(kāi)關(guān)噪聲頻率保持一致。
調(diào)整所有參數(shù)
僅靠調(diào)整 VIN-VOUT 和輸出電容，就可以提高特定應(yīng)用的 PSRR。但影響 PSRR 的因素并不僅限于這兩項(xiàng)。表 1 概述了對(duì)其產(chǎn)生影響的多個(gè)因素。表 1：影響 PSRR 的因素
現(xiàn)在，希望您更為熟悉可供您使用的各種方法，幫助您設(shè)計(jì)有效的 LDO 濾波器。
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