放大器的高PSRR，需要担心电源变化吗？

电源抑制比 (PSRR) 主要说明运算放大器对电源电压变化的抑制效果。PSRR 的定义是每伏电源电压变化的失调程度，单位通常为微伏每伏 (uV/V)。

例如，OPA209 的典型 PSRR 是 0.05uV/V。因此对于 OPA209 来说，电源变化 1V 时，失调偏移只有 50nV（参见图 1）。这一误差与典型失调电压 (35uV) 相比就无关紧要了。此外，高精度系统中的电源通常支持不足 1V 的电压变量。因此您可能会认为：对于具有良好 PSRR 的器件（例如 OPA209）来说电源变化产生的误差可以忽略。问题是数据表中的规范是 DC PSRR，而通常 AC PSRR 才是限制因素。

参数

 

条件

 

OPA209、OPA2209、OPA4209

 

单位

 

最小值

 

典型值

 

最大值

 

失调电压

 

输入失调电压

 

Vos

 

Vs = ±15V、VCM = 0V

 

±35

 

±150

 

µV

 

Vs 电源

 

PSRR

 

Vs = ±2.25V 至 Vs = 18V

 

0.05

 

0.5

 

µV/V

 

图 1：OPA209 的输入失调及 PSRR 规范

图 2 是 OPA209 的 AC PSRR 曲线。您经常会发现在 DC 电源上叠加的高频率噪声信号。这种高频率噪声可能会是开关电源的纹波。低频率 PSRR 非常好，其可提高低频率电源变化的抑制效果。另一方面，由于高频率时 PSRR 较低，因此高频率电源噪声抑制性不好。

 

 

图 2：OPA209 的 PSRR 与频率

图 3 中的仿真结果说明了在高频率下降低的 PSRR 如何产生误差。在这个实例中，一个 10mV、100kHz 的信号叠加在电源 (Vs = 15V ± 10mV) 上。电源噪声不仅被 100kHz 时的 45dB PSRR 减弱，而且还可表现为输入失调电压的变化。请注意，输出信号包含电源噪声和互相叠加的输入信号。

图 4 是图 3 中电路的手动计算。注意，手动计算与仿真结果非常吻合（仿真输出噪声 = 11.9mVpp，手动计算输出 = 11.2mVpp)。

 

 

图 3：展示高频率时 PSRR 的应用实例

 

 

 

图 4：应用实例的 PSRR 计算

通常，我们需要考虑不同频率下的 PSRR 效果，这一点非常重要，因为 PSRR 性能会随频率的升高而降低。您也可将该原理应用于共模抑制。了解这一原理后，我希望您不会再对高频率率 PSRR 感到惊讶了。