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LDO的PSRR参数的几种测量方法

时间:2021-07-15 18:38来源:www.www.persheens.com 作者:ictest8 点击:

    LDO的PSRR参数是Power Supply Rejection Ratio的缩写,即电源纹波抑制比。它是指输入纹波与输出纹波的比值,通常是以对数形式表示。

PSRR=20*log[Ripple(VIN)/Ripple(VOUT)]

单位为分贝(dB)。例如,PSRR=60dB, 代表当输入纹波为1V时,输出纹波将为1mV。

     很多应用场合都有纹波抑制的需求,因此LDO的PSRR变得很关键。通常DCDC转换器作为第一级将高压转换为低压,LDO作为第二级用来降压和滤波,供电给终端器件。比如摄像头的供电需要输出电压为2.8V或者2.9V的LDO来提供,而LDO的输入电压一般由DCDC转换器提供。通常DCDC转换器的开关频率在几百kHz至几MHz,因此LDO产品在100kHz以上的PSRR需要严格设计。
    本文以TPL9032系列为例,探讨几种PSRR的测量方法,供大家参考学习。

TPL9032系列是思瑞浦推出的一款高PSRR低噪声LDO产品,TPL903228在IOUT=10mA的时候:
• 频率为10kHz时,PSRR为87.9dB
• 频率为100kHz时, PSRR为61.4dB
• 频率为1MHz时,PSRR为44.7dB
 

PSRR的几种测量方法
1、用示波器和放大器的方法
第一种方法用示波器和放大器的方法去测量PSRR。放大器的作用就是把AC纹波叠加到直流电源的DC电压上,然后用示波器直接测量LDO的输出纹波和输入纹波。但此方法不适用于高PSRR的LDO,因为此时输出纹波太小,示波器无法精确测量。

图1. 用示波器测量的LDO的输入和输出纹波
2、用音频分析仪和放大器的方法
第二种方法用音频分析仪(Audio Precision)和放大器的方法测量PSRR。音频分析仪(Audio Precision)自身没有能力产生DC直流电压,且驱动能力弱,需要通过一个高带宽大电流的运放,把AC纹波叠加到直流电源的DC电压上,然后再连接到LDO的输入端。但是受到音频分析仪(Audio Precision)的带宽的限制,不能测到频率100kHz以上的PSRR。连接方式如下图:

图2. 用音频分析仪和运放测量LDO的PSRR的方法
3、用音频分析仪和放大器的方法
第三种方法是用网络分析仪测量。图3为E5061B结合Picotest的线路注入器J2120A 精确测量LDO的PSRR的方法。

图3. 用网络分析仪和J2120A去测量LDO的PSRR的方法
Picotest的J2120A最大可以支持50V电压输入和5A的输入电流,它可以把AC纹波和直流电源DC电压直接叠加,但是经过J2120A之后,输入到LDO输入端的电压会有所衰减,E5061B可以采集LDO输入和输出端的纹波电压值,所以可以得到精确的PSRR测量结果。

图4. 经过J2120A 之后的输出波形
从图4可以看出,经过Picotest 的J2120A 之后,网络分析仪输出的AC纹波已经叠加到直流电源的DC电压上,然后再输入给我们待测的LDO,最后把LDO的输入和输出纹波分别输入到网络分析仪的R通道和T通道。
测量PSRR的注意事项

 
 
1、测试时应用示波器监测输入波形,观察VIN端的AC波形是否正常。
 
2、测试PSRR时,建议在CIN端加一个0.1uF电容,避免LDO带载时不稳定,不能准确测量PSRR。
 
3、经过Picotest 的J2120A之后,输出电压有衰减,VIN电压需要适当增加。
 
4、LDO的输出负载不要用电子负载提供,建议用功率电阻。
 
5、LDO的输入端和输出端,建议用同轴电缆连接到网络分析仪。
 

下图为TPL9032实测得到的PSRR随频率的变化关系。

下表是TPL903228在不同负载下几个典型频率点的PSRR值。

TPL9032是一款能提供高达300mA输出电流的高PSRR低噪声LDO。其输入电压范围:1.7-5.5V,输出电压范围为0.75-5V,同时还具有过温和过流?;すδ?。TPL9032凭借高PSRR、低噪声特性可应用于RF、PLL、VCO、时钟电源、低噪声放大器和摄像机等场景。

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