宽带功率放大器在电源纹波抑制比(PSRR)研究中的应用
【概述】
本研究中使用宽带功率放大器,搭建PSRR试验平台。随着电子设备对电源性能要求的提高,低压差线性稳压器(LDO)因其低噪声等特性被广泛应用,其电源纹波抑制比(PSRR)是衡量对输入噪声抑制能力的关键指标。现有研究多聚焦于测试方法与设备的改进,而对被测电路外围配置的影响探讨不足。为此,本研究在固定测试方法的基础上,深入探究了测试点采样位置以及输入、输出端口电容的使用与否对PSRR测量结果的影响,旨在从外围电路改进的角度提升测试准确性。
实验名称:采样位置和电容对PSRR测试结果的影响实验
实验目的:本研究旨在通过设计多组对照实验,探究不同测试位置以及输入、输出端口是否连接电容共9种条件对LDO的PSRR测试结果的影响。通过对比分析这些条件下测得的PSRR曲线,特别是中高频段的数据差异,明确最优与最差的测试配置,分析电容及其等效串联电阻对测量的作用机理,最终为提高PSRR测试的准确性与可靠性提供实验依据和建议。
测试设备:信号源,VENABLEModel环路分析仪、PC,ATA-1200C宽带功率放大器,待测LDO器件ADM7150,Chr63640电子负载。
实验过程:首先,确定实验条件为输入电压6.2V、输出电压5V、负载电流400mA,并使用10μF的输入输出电容。接着,搭建测试平台,通过改变输入电容(有/无)、输出电容(有/无)以及输入、输出信号的测量位置(相对于电容的左右侧),系统性地构成了9种不同的实验条件。然后,利用环路分析仪等设备在各条件下进行PSRR扫频测试,获取完整的频率特性曲线。最后,重点对比分析各条件曲线在100kHz等特征频点的PSRR数值,将结果分组比较,并结合电容的滤波特性和ESR模型,深入分析了输入电容会衰减测试信号导致测量值偏低、输出电容的ESR会劣化高频噪声抑制能力等现象,从而得出结论并给出优化测试位置与电容选择的建议。

图1PSRR测试方案图

图2PSRR测试点示意图
实验结果:基于对测试电路外围配置的系统性研究,明确了采样位置与输入输出电容对PSRR测量结果具有决定性影响。实验结果表明,在100kHz频点,最佳测试条件(不接输入电容,测试点在输出电容右侧)下测得的PSRR约为98dB,与器件数据手册一致;而最差测试条件(接输入输出电容,测试点在输入电容左侧和输出电容右侧)下的PSRR仅为60dB左右,差异显著。这证实了不合理的电容配置与采样位置会严重劣化测量结果,导致对LDO电源抑制能力的错误评估。研究结论为提升PSRR测试准确性提供了明确的电路配置与测量点选择依据。

图3三组典型数据曲线比较

表1不同频点PSRR结果(单位dB)
安泰放大器在此应用中的产品优势:
一、宽频带与低失真输出——精准覆盖PSRR测试需求,保障数据可靠性
二、高输出电流驱动能力——有效驱动容性负载,确保不同电容配置下AC纹波的稳定注入
三、输出波形纯净——能够放大并输出交直流叠加信号,保障模拟实际工作条件的准确性
【推荐产品】:ATA-1000系列宽带放大器

图:ATA-1000系列宽带放大器指标参数
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