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理解ADC電源噪聲的PSRR與PSMR

發布時間:2014-4-24 14:12    發布者:eechina
關鍵詞: ADC , 電源噪聲 , PSRR , PSMR
作者:Jonathan Harris, Product Applications Engineer, Analog Devices

研究電源噪聲時有三個熟悉的術語,分別是:PSRR-DC、PSRR-AC和PSMR。其中PSRR表示電源抑制比,PSMR表示電源調制比。

為了理解電源噪聲入口,需要了解這些術語,以及它們對于ADC的含義。 一般而言,這些術語告訴我們容許電源進入系統的入口應有多寬。 抑制越少,通過電源輸入端進入ADC的噪聲就越多。

首先來考察PSRR-DC和PSRR-AC。 下文圖1顯示這兩者的概念。ADC的PSRR-DC表示ADC中增益或失調誤差的變化與電源電壓的變化之比。


圖1. 直流電源抑制比(PSRR)

它是靜止不變的,不隨時間的變化而改變;而圖2顯示的是PSRR-AC,它隨時間的變化而改變。 PSRR-AC的使用更為廣泛,因為通常ADC的電源電壓經過良好的調節,并且PSRR-DC無法對整體性能產生較大影響。


圖2. 交流電源抑制比(PSRR)

PSRR-AC會對ADC性能產生大得多的影響,因為電源線上的高頻噪聲信號通常難以過濾。 這些信號會通過很多不同的機制耦合至電源層和線路中。 只要它們耦合至ADC電源線,PSRR-AC就能告訴我們轉換器抑制了多少這些信號。 PSRR-AC為設計人員提供電源噪聲將在多大程度上影響輸入信號,或在多大程度上加入其中的相關信息。

其測量如圖3所示。對于PSRR-AC而言,信號注入電源輸入(圖中顯示AVDD,其實也可以是DVDD),且ADC的模擬輸入端無輸入信號。 其結果在ADC的輸出端以雜散FFT形式存在,頻率等于注入信號的頻率,幅度相比注入信號的幅度有所下降。 雜散與注入信號幅度之比即為PSRR-AC值。


圖3. PSRR-AC和PSMR測量條件

與PSRR-AC類似,PSMR表示對注入電源輸入端的信號進行測量。 然而,對于PSMR而言,輸入信號同樣施加于ADC的模擬輸入端, 如圖4所示。在該例中,注入信號與模擬輸入信號相混合,產生FFT雜散,數值為兩個信號之積(fINPUT± fINJECTED)。 再一次地,PSMR為注入信號幅度與最終FFT雜散幅度之比。 但在本例中,由于FFT有兩個雜散信號,通常在計算中采用較大的雜散。


圖4. PSRR-AC和PSMR測量條件
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