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?1、前言

低壓降穩壓器 (LDO) 最受歡迎的優勢之一是，能夠衰減開關模式電源生成的電壓紋波。這對于數據轉換器、鎖相環 (PLL) 和時鐘等信號調節器件而言尤為重要，因為含有噪聲的電源電壓會影響這類器件的性能。電源抑制比 (PSRR) 仍然常被誤認為是單個靜態值，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 是一個常見技術參數，在許多 LDO 數據表中都會列出。它規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。（某些供應商采用負號來表示衰減，而大多數供應商，包括 TI 在內，卻并非如此。）在數據表的電氣特性表中，常常可以找到在 120Hz 或 1kHz 頻率下規定的 PSRR。但是，單獨使用此參數可能無法確定給定的 LDO 是否滿足具體的濾波要求。下面，對原因進行具體說明。

3、應用中的 PSRR

圖 1 所示為將 12V 電壓軌調節至 4.3V 的直流/直流轉換器。后面連接了 TPS717，這是一款 PSRR 值較高的 LDO，用于調節3.3V 電壓軌。4.3V 電壓軌上因開關生成的紋波為 ±50mV。LDO 的 PSRR 將確定在 TPS717 的輸出端剩余的紋波量。

圖 1：使用 LDO 過濾開關噪聲

為確定衰減程度，首先必須了解出現紋波的頻率。假設此示例中對應的頻率為 1MHz，因為此值正好處于常見開關頻率范圍的中間。可以看到，在 120Hz 或 1kHz 下指定的 PSRR 值對此分析沒有任何幫助。相反，您必須參考圖 2 中的 PSRR 圖。

圖 2：VIN-VOUT=1V 時 TPS717 的 PSRR 曲線

在以下條件下，1MHz 時的 PSRR 指定為 45dB。

• IOUT = 150mA

• VIN - VOUT = 1V

• COUT = 1μF

假設這些條件與具體的應用條件相符。在此情況下，45dB 相當于 178 的衰減系數。可以預計，輸入端的 ±50mV 紋波在輸出端將被降至 ±281μV。

更改條件

但是，假設您更改了條件并決定將 VIN-VOUT 減小到 250mV，以便更有效地進行調節。那么，您需要參考圖 3 中的曲線。

圖 3：VIN-VOUT=0.25V 時 TPS717 的 PSRR 曲線

可以看到，如果保持所有其他條件不變，1MHz 時的 PSRR 減小到 23dB，即衰減系數為 14。這是因為互補金屬氧化物半導體 (CMOS) 導通元件進入三極管（或線性）區，即，隨著 VIN-VOUT 的值接近壓降電壓，PSRR 開始降低。（請記住，壓降電壓是輸出電流及其他因素的函數。因此，較低的輸出電流會降低壓降電壓，有助于提高 PSRR。）更改輸出電容器的電容值也會產生影響，如圖 4 所示。

圖 4：VIN-VOUT=0.25V，COUT=10μF 時 TPS717 的 PSRR 曲線

將輸出電容器的電容值從 1μF 提高到 10μF 時，盡管 VIN-VOUT 的值仍然為 250mV，1MHz 時的 PSRR 將增大到 42dB。曲線中的高頻峰已向左移動。這是由于輸出電容器的阻抗特性導致的。通過適當調整輸出電容值，可以調整或增大衰減程度，以便與特定開關噪聲頻率保持一致。

調整所有參數

僅靠調整 VIN-VOUT 和輸出電容，就可以提高特定應用的 PSRR。但影響 PSRR 的因素并不僅限于這兩項。表 1 概述了對其產生影響的多個因素。表 1：影響 PSRR 的因素

現在，希望您更為熟悉可供您使用的各種方法，幫助您設計有效的 LDO 濾波器。

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