Коэффициент подавления нестабильности питания.
В одной из прошлых статей, писал про коэффициент подавления синфазного сигнала(CMRR), который может быть непонятен для новичка. На самом деле таких параметров, которые могут быть непонятны с наскоку, множество и в этой статье предлагаю рассмотреть коэффициент подавления нестабильности питания(PSRR).
В теории, изменение напряжения питания ОУ не должно влиять на выходное напряжение. Предположим, что есть некий ОУ, которому для работы необходимо двуполярное питание +15 и -15 вольт, а на выходе этого же ОУ 1 вольт. По идее если напряжение питания просядет на 2 вольта и станет равно +14 и -14 вольт соответственно, напряжение на выходе ОУ измениться не должно.
Но на самом деле это не так и напряжение на выходе ОУ тоже изменится.
Тут, наверное, у кого-то может возникнуть вопрос, «В чём смысл данного эксперимента, ведь нечасто можно встретить схему, где у ОУ переключают напряжения питания?»
Если подключиться к выводам питания осциллографом и быстро переключать его(напряжение питания), то на экране осциллографа можно будет увидеть зашумленный сигнал. По сути, с помощью переключений мы можем генерировать шум по питанию и смотреть его влияние на выходное напряжение, за это как раз и отвечает PSRR.
Формула, описывающая PSRR выглядит следующим образом
Где Av - коэффициент усиления схемы, построенной на ОУ.
Думаю, у кого-то мог возникнуть вопрос, почему в формуле, приведенной выше, учитывается коэффициент усиления схемы, построенной на ОУ?
Дело в том, что если в схеме присутствует обратная связь, то шум с выхода будет поступать на вход, усиливаться и на выходе уровень шума будет расти.
В идеале, конечно же, PSRR должен стремиться к бесконечности, в таком случае шум с шин питания не будет влиять на выходное напряжение ОУ, но в действительности какая-то малая часть всё-таки проникает на выход ОУ. Но только малая часть потому что обычно значение PSRR находится в районе 100дб.
Тут же напрашивается другой вопрос, зависит ли PSRR от частоты шума?
Да зависит, с ростом частоты PSRR уменьшается, это можно увидеть на графике ниже, также на графике видно, что для каждого вывода питания своя кривая PSRR.
Для наглядности давайте рассмотрим пример, PSRR = 100дб, коэффициент усиления(Av) = 40дб.
Отнимем Av от PSRR и получим 60дб.
Под спойлером выкладка, показывающая почему мы отняли Av = 40дб = 100раз от PSRR.
Далее, переведем децибелы в разы, пользуясь формулой для не энергетических величин
То есть получается, что с каждого вольта шума по питанию на выход будет проникать 1 милливольт.
В теории, изменение напряжения питания ОУ не должно влиять на выходное напряжение. Предположим, что есть некий ОУ, которому для работы необходимо двуполярное питание +15 и -15 вольт, а на выходе этого же ОУ 1 вольт. По идее если напряжение питания просядет на 2 вольта и станет равно +14 и -14 вольт соответственно, напряжение на выходе ОУ измениться не должно.
Но на самом деле это не так и напряжение на выходе ОУ тоже изменится.
Тут, наверное, у кого-то может возникнуть вопрос, «В чём смысл данного эксперимента, ведь нечасто можно встретить схему, где у ОУ переключают напряжения питания?»
Если подключиться к выводам питания осциллографом и быстро переключать его(напряжение питания), то на экране осциллографа можно будет увидеть зашумленный сигнал. По сути, с помощью переключений мы можем генерировать шум по питанию и смотреть его влияние на выходное напряжение, за это как раз и отвечает PSRR.
Формула, описывающая PSRR выглядит следующим образом
Где Av - коэффициент усиления схемы, построенной на ОУ.
Думаю, у кого-то мог возникнуть вопрос, почему в формуле, приведенной выше, учитывается коэффициент усиления схемы, построенной на ОУ?
Дело в том, что если в схеме присутствует обратная связь, то шум с выхода будет поступать на вход, усиливаться и на выходе уровень шума будет расти.
В идеале, конечно же, PSRR должен стремиться к бесконечности, в таком случае шум с шин питания не будет влиять на выходное напряжение ОУ, но в действительности какая-то малая часть всё-таки проникает на выход ОУ. Но только малая часть потому что обычно значение PSRR находится в районе 100дб.
Тут же напрашивается другой вопрос, зависит ли PSRR от частоты шума?
Да зависит, с ростом частоты PSRR уменьшается, это можно увидеть на графике ниже, также на графике видно, что для каждого вывода питания своя кривая PSRR.
Для наглядности давайте рассмотрим пример, PSRR = 100дб, коэффициент усиления(Av) = 40дб.
Отнимем Av от PSRR и получим 60дб.
Под спойлером выкладка, показывающая почему мы отняли Av = 40дб = 100раз от PSRR.
Далее, переведем децибелы в разы, пользуясь формулой для не энергетических величин
То есть получается, что с каждого вольта шума по питанию на выход будет проникать 1 милливольт.
Похожие статьи
