我們在應用LDO和一些運放的時候，規格書中都會標準PSRR這個指標，今天我們來一起了解一下這個指標的內容。

一． 什么是PSRR

PSRR電源抑制比 ，英文名Power Supply RejecTIon RaTIo，簡稱PSRR，它描述了電路抑制任何電源變化傳遞到其輸出信號的能力，通常以dB為單位進行測量，用來描述輸出信號受電源影響。它最常與運算放大器(op amps)、DC-DC轉換器、線性穩壓器和低壓差穩壓器 (LDO) 的使用相關。

對于運算放大器，電源抑制比描述了放大器在其直流電源電壓變化時保持其輸出電壓的能力。與此同時，電源抑制比量化了在電源轉換應用中阻止來自輸入源的紋波電壓的能力。

理想運算放大器的PSRR為零。但是，實際運算放大器的PSRR與頻率有關。信號頻率越高，PSRR越低。PSRR通常根據輸入來衡量，但沒有行業標準。

例如，當根據輸入指定時，PSRR=10log (ΔVsupply2Av2 )/ΔVout2 )，其中 Av=電壓增益。PSRR越大，輸出信號受到電源的影響也就越小，所以同樣情況下希望運放的PSRR越大越好。

在低噪聲和精密應用中，PSRR是非常重要的，因為運算放大器的輸出是電源以及輸入值的函數，如果放大級對通過電源輸入的信號過于敏感，則可能會發生不需要的振蕩。此外，較差的PSRR會導致效率降低。所以，良好的PSRR在需要最低功耗的精密汽車、工業和醫療設計中非常重要。

二． 運算放大器中的PSRR

眾所周知，PSRR在設計中至關重要時，因此設計人員應該獨立于數據表測量其值。制造商給出的數據確實很好看，但不同的設計需求對PSRR的要求也是不盡相同。尤其是在較高頻率下(如下圖)，測量PSRR通常在+Vcc和-Vee上使用平衡信號，以防止共模效應影響PSRR測量。

但是，實際電路設計中可能并不總是存在平衡信號，所以這會影響PSRR。此外，PSRR與信號幅度有關。在許多應用電路中，電源線上的紋波和噪聲將遠低于用于開發數據表中使用的測試數據的紋波和噪聲。在實際電路實現中，電路增益和PCB寄生參數也會影響PSRR。

(數據表中運算放大器的PSSR(左)和實測值(右)比較)

三． LDO中的PSRR

在LDO中，PSRR有時稱為電源電壓抑制比 (SVRR)，用于衡量LDO在各種頻率下抑制輸入噪聲的能力(如下圖所示)。

PSRR可能是音頻、射頻(RF) 以及醫療和其他傳感器應用中的一個關鍵參數。輸入紋波可能有多種來源，包括來自電源的50/60Hz干擾、來自上游DC/DC開關轉換器的輸出紋波，或來自PCB上不同電路塊耦合的紋波。PSRR通常在10Hz到1MHz或更高頻率范圍內測量。對于電源轉換應用，PSRR=20 log(紋波輸入/紋波輸出)。

(高PSRR使LDO能夠充當噪聲濾波器，以防止輸入上的紋波和噪聲耦合到輸出)

LDO PSRR包括三個頻率區域(如下圖所示)。在較低頻率區域，直到帶隙濾波器的滾降頻率，PSRR由開環增益和帶隙因子的組合產生。在帶隙濾波器的滾降頻率之上，直到單位增益頻率，PSRR主要是LDO開環增益的結果。

高于單位增益頻率時，在下圖區域3中，PSRR受輸出電容支配，受Vin和Vout之間寄生效應的影響較小。使用具有較低等效串聯電阻的較大輸出電容器可以提高區域3的PSRR，但也可能會影響較低頻率下的PSRR。雖然可以使用具有更高PSRR的LDO來代替更大輸出電容器，但是具有高PSRR額定值的LDO往往需要更高的電源電流，這樣比較容易受到振蕩的影響。

如上所述，區域2中的PSRR主要由反饋回路的增益決定，任何影響增益的因素也會影響PSRR。例如，較高的負載電流往往會降低LDO的輸出阻抗，從而降低增益。此外，更高的負載電流將輸出極移到更高的頻率，從而增加反饋回路的帶寬。因此，組合效應可以較低頻率降低了PSRR，在較高頻率增加了PSRR。

四． LDO與DC-DC轉換器的配合應用

在某些情況下，LDO和開關模式DC-DC轉換器的組合可以為噪聲敏感設備提供最佳電源。當噪聲不是主要考慮因素時，例如為數字電路供電時，僅使用DC-DC的解決方案可提供更高的效率(相同尺寸和成本情況下)。

另一方面，僅使用LDO可以提供一種小型、簡單且成本合理的解決方案，但效率較低。

與僅使用LDO的方法相比，使用具有DC-DC轉換器的高PSRR LDO可以解決效率低的問題，并且與使用沒有LDO的DC-DC轉換器相比，噪聲更低。

事實上，它產生的噪聲與僅使用LDO的解決方案一樣低。例如，在具有12Vdc電源總線的分布式電源架構中，DC-DC轉換器可用于將大容量配電電壓降低至3.6VDC，并饋入高PSRR LDO以提供3.3Vdc以向噪聲敏感電路元件供電。

如下圖所示，LDO輸出的紋波在幾十毫伏范圍內，遠低于DC-DC轉換器的輸出紋波。

(DC-DC轉換器(上)與高PSRR LDO(下)結合可提供良好的端到端效率和低紋波)

總結一下

簡單來說，電源抑制比(PSRR)是以dB為單位測量，并量化了電路抑制任何電源變化傳遞到其輸出信號的能力，主要用于描述運算放大器和LDO的性能，在各種應用中都很重要，包括音頻、RF、儀器儀表和傳感器。

此外，在對PSRR特別敏感的應用中，最好在實際操作條件下測量其值，因為它可能與數據表中的值有所出入，從而影響器件的使用性能。

審核編輯：湯梓紅