PSRR(Power supply rejection ratio)又稱電源抑制比,是衡量電路對于輸入電源中紋波抑制大小的重要參數,表示為輸出紋波和輸入紋波的對數比。相同輸入紋波在輸出端的紋波越小,對于紋波有較高要求的射頻和無線應用中,需要選用高PSRR的LDO。那么LDO的PSRR該如何測量呢?本文總結了各種測量方法。
PSRR測量原理

在LDO輸入的直流電壓Vin_DC中疊加一定頻率且峰峰值為Rippleinput的交流電壓Vin_AC(交流電壓峰峰值一般為數百毫伏),然后測量LDO輸出電壓中Vout_DC的交流電壓Vout_AC峰峰值Rippleoutput,最后利用公式1計算出在該頻率下的PSRR。
LDO的輸入電壓在測試中需要滿足以下條件:
輸入電壓最大值不能超過LDO的最大工作電壓。
輸入電壓最小值大于LDO輸出電壓與壓降之和。
PSRR測量原理十分簡單,但是在實際測量的過程中卻發現并不容易,主要體現為:
如何在直流電壓中疊加交流電壓呢?具有偏置電壓功能的信號發生器好像可以滿足要求,但是信號發生器最大輸出電流一般為數十毫安,如果要測量輸出為150mA的LP5907便無法滿足要求。
如何測量LDO輸出電壓中交流電壓峰峰值呢?一般的示波器只能測量到毫伏級電壓,當LDO的PSRR為60dB時,輸出紋波通常小于1mV,示波器就無法準確測量了。
針對以上兩個問題,本文將介紹相應的解決方法。
輸入直流電壓疊加交流電壓
1.輸入注入器
使用專業的輸入注入器,比如J2120A,帶寬10Hz-10MHz,直流電壓最大值為50V,輸出電流可達5A,配合網絡分析儀分別測量LDO輸入和輸出的交流電壓,利用軟件繪制出LDO在設定頻率范圍內的PSRR。

圖1 輸入注入器和網絡分析儀測試PSRR
2.加法運放電路
使用運算放大器設計加法電路,將直流電壓和交流電壓疊加在輸出端。運放的選擇需要滿足以下幾個基本條件:
1) 運放的帶寬滿足LDO測試范圍。
2) 運放的最大輸出電流不小于LDO最大輸出電流。
3) 運放的輸出電壓范圍覆蓋LDO的輸入電壓范圍。
TI滿足以上要求的運算放大器有許多,比如OPA552、OPA564、THS3120等,加法電路圖如圖2所示(R1=R2),該電路的最低截止頻率由C1和R1所決定[2],最高截止頻率由運放的帶寬所決定。

圖2 加法運放電路
如果信號發生器直流偏置電壓最大值滿足測量需求,也可以將運算放大器設計為電壓跟隨器。用該方法在測量PSRR時要去掉LDO的輸入電容,避免運算放大器不穩定。
3.LC節點法
利用電感和電容實現直流電壓和交流電壓疊加的方法如圖3所示,該電路的最高頻率由L1和C1所決定,最低頻率由C1所決定。
