Relazione tra PSRR e guadagno

Wikipedia afferma che il rapporto di reiezione dell'alimentazione (PSRR) è il rapporto tra rumore in uscita riferito all'ingresso e rumore all'alimentazione:

Il PSRR è definito come il rapporto tra la variazione della tensione di alimentazione e la tensione di ingresso equivalente (differenziale) che produce nell'amplificatore operazionale

Il design di buona qualità dei circuiti integrati Analog Cmos di Razavi sembra dire la stessa cosa:

Il rapporto di reiezione dell'alimentazione (PSRR) è definito come il guadagno dall'ingresso all'uscita diviso per il guadagno dall'alimentazione all'uscita.

Quindi il rifiuto complessivo dall'alimentatore all'uscita varia con il guadagno ad anello chiuso dell'amplificatore operazionale?

Quindi un amplificatore operazionale con +40 dB di guadagno e 100 dB di PSRR, con rumore di 0 dBV sull'alimentatore avrebbe un rumore di -60 dBV in uscita? L'esempio di Wikipedia sembra dire che sarebbe invece -120 dBV, che non capisco.

Esiste anche un componente di output di PSRR? Come se abbassassi il guadagno dell'amplificatore, il rumore riferito all'ingresso diminuirebbe, giusto? Ma esiste quindi un componente costante accoppiato dall'alimentazione attraverso gli stadi di uscita che inizia a dominare?

Analog Devices MT-043 , d'altra parte, dice:

PSRR o PSR possono essere riferiti all'uscita (RTO) o all'ingresso (RTI). Il valore RTI può essere ottenuto dividendo il valore RTO per il guadagno dell'amplificatore. Nel caso dell'amplificatore operazionale tradizionale, questo sarebbe il guadagno di rumore. La scheda tecnica deve essere letta attentamente, poiché il PSR può essere espresso come valore RTO o RTI.

È vero? Come scopri dal foglio quale metodo viene utilizzato?

Il guadagno è assolutamente l'UNICA parte importante di PSRR. In sostanza, ciò che stai dicendo è quanto può un amplificatore operazionale quando restituisce un segnale annullare qualsiasi increspatura introdotta dall'alimentazione, non dall'ingresso del circuito.

Facciamo un semplice esempio: un follower di tensione ideale (guadagno ad anello aperto infinito) (uscita collegata direttamente all'ingresso invertito, alimentata dall'ingresso non invertente). Il circuito ha un guadagno ad anello chiuso di 1, ma il feedback (poiché il guadagno complessivo è SOOO alto) significherà che qualsiasi ondulazione dell'alimentazione verrà annullata a causa del feedback costringendo gli ingressi non invertenti e invertiti a essere perfettamente bloccati.

Ma prendi l'esempio SAME, ma fai il guadagno in anello OPEN dell'opamp 1, sempre con guadagno in anello chiuso di 1, quindi all'improvviso l'amplificatore operazionale non riesce a tenere il passo con i cambiamenti tra l'ingresso non invertente e l'ingresso invertente in uscita . E quindi tutta l'ondulazione dall'alimentatore sarebbe visibile sull'uscita (essenzialmente l'amplificatore operazionale si trasformerebbe in una fonte di rumore con il rumore che è l'ondulazione accoppiata dell'alimentatore)

Capisco COME stevenvh potrebbe dire che il guadagno non è significativo, perché intendeva guadagno in loop CHIUSO ... Ma il guadagno della domanda è guadagno in loop APERTO, e SÌ, che è TUTTO in PSRR.

EDIT : E per rispondere alla tua domanda, solo per dare seguito qui, la PSRR è correlata al guadagno ad anello aperto, ma più guadagno ad anello chiuso introduci, più ondulazione dell'alimentatore otterrai sull'uscita (quindi i 60dB a cui fai riferimento sopra)

Ecco perché: Stesso esempio che do sopra, tranne che questa volta hai un amplificatore operazionale REAL, (guadagno ad anello aperto finito) e resistori nel tuo percorso di feedback, il che significa che hai un guadagno ad anello chiuso di un certo valore, ad esempio 6dB. Poiché i resistori si comportano come divisori di tensione, l'amplificatore operazionale deve SOVRACCARICARE per l'ondulazione di alimentazione che viene ricondotta all'ingresso non invertente. Se può compensare solo 100 dB di ondulazione dell'alimentatore, otterrai solo 94 dB di rifiuto. Maggiore è il guadagno ad anello chiuso introdotto, minore è l'ondulazione dell'alimentazione che è possibile rifiutare.

L'intera conversazione deriva dai significati separati di guadagno ad anello aperto e ad anello chiuso.

2 ° EDIT: E il modo in cui ottieni 60 dB, o ottengo il mio 94 dB è che devi capire che devi convertire dB BACK, quindi ad esempio devi usare

E SÌ l'altro ragazzo che ha detto che dovrebbe essere 1mV non 1µV su Wikipedia è corretto.

La confusione qui è che PSRR (Rapporto di rifiuto dell'alimentazione) è un termine generale che in pratica viene effettivamente utilizzato per riferirsi a più cose. In generale è un rapporto che confronta una variazione di un parametro con una variazione del livello di tensione CC dell'alimentazione.

Ad esempio, la PSRR in un ADC viene spesso utilizzata per fare riferimento al rapporto tra l'errore di guadagno e la variazione della tensione CC dell'alimentatore.

Alcuni di questi derivano dalla confusione dell'acronimo PSRR, che può essere utilizzato come:

"Rapporto di reiezione dell'alimentazione" che è, come detto sopra, un rapporto tra un parametro misurato e una variazione della tensione CC dell'alimentazione .

e

"Rifiuto dell'ondulazione dell'alimentatore" che è, in generale, il rapporto tra la tensione CA sull'alimentazione e la tensione CA sull'ingresso o sull'uscita. Ma questo può anche essere un rapporto tra un input e un output nel caso di qualcosa come un regolatore lineare.

Vediamo un esempio: http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/opa121.pdf

Qui vedrai nella tabella a pagina 2 un valore elencato nella sezione "Offset Voltage" come "Reiezione alimentazione".

Si tratta di un "Rapporto di rifiuto dell'alimentatore" che confronta le variazioni del livello CC dell'alimentatore con i cambiamenti nella tensione di offset dell'uscita.

Nella pagina 3 un valore elencato nella sezione "Tensione di offset ingresso" come "Reiezione alimentazione".

Si tratta di un "Rapporto di rifiuto dell'alimentazione" che confronta le variazioni del livello di alimentazione con gli spostamenti della tensione di offset dell'ingresso.

Guardando i grafici a pagina 4, vediamo un grafico di "Rifiuto dell'alimentatore rispetto alla frequenza".

Questa è una misurazione del "rifiuto dell'ondulazione dell'alimentatore" del rifiuto dell'ondulazione CA che è il rapporto tra l'ondulazione dell'alimentazione e l'ondulazione dell'input.

Quest'ultimo può essere un po 'confuso, poiché per un amplificatore operazionale il "rifiuto dell'ondulazione dell'alimentazione" è spesso specificato come un rapporto tra l'ondulazione dell'alimentazione e l'ondulazione dell'ingresso. Questo sarà generalmente il caso di dispositivi con feedback o, nel caso di un amplificatore operazionale, generalmente utilizzati con feedback.

Per i dispositivi senza feedback, ad esempio gli amplificatori audio di classe D, "Rifiuto dell'ondulazione dell'alimentazione" è di solito solo un rapporto tra l'ondulazione dell'alimentazione e l'ondulazione dell'uscita e "Rapporto di rifiuto dell'alimentazione" è una misura dell'impatto sul livello CC dell'alimentazione a la tensione di offset dell'uscita.

In sintesi, non esiste una definizione rigida e rapida per "PSRR" e spesso vengono utilizzati altri termini come "Rifiuto dell'offerta", "Rifiuto dell'ondulazione", "Rifiuto dell'alimentazione", ecc. L'importante è che siano sempre misurazioni che descrivono l'effetto dell'alimentazione sul circuito in questione. Per capire cosa significa realmente la misurazione, è necessario considerare il contesto della misurazione e la modalità di funzionamento del dispositivo.

EDIT: Ecco alcuni esempi di usi diversi da parte del produttore:

National Semiconductor : utilizza i termini "Rapporto di reiezione dell'alimentazione" per CA e "Rapporto di reiezione dell'alimentazione CC" per CC.

Maxim : utilizza "Rapporto di reiezione dell'alimentazione" per CC e "Ripple Rejection" per CA

TI : utilizza LDO "Power Supply Ripple Rejection (PSRR)" e varie forme di "Supply Rejection" per amplificatori operazionali (vedere la scheda tecnica sopra).

Dispositivi analogici : utilizza il "Rapporto di rifiuto dell'alimentatore" e lo definisce come relativo all'ingresso o all'uscita e sostiene persino che il termine PSRR non dovrebbe essere usato se espresso in dB ma piuttosto PSR (rifiuto dell'alimentatore).

Ci sono molti altri esempi, ma lo lascerò a quello.

Quindi, di nuovo, non esiste davvero una definizione standardizzata, tutto dipende dal contesto.

C'è un PDF di procedure di prova op-amp sul sito web di Intersil qui che dimostra che PSRR è riferito all'ingresso dell'amplificatore. Secondo i miei calcoli, il rumore in uscita a 1uV di Wikipedia dovrebbe leggere 1mV.

$20 \log(\frac{1\mathrm V}{1\mathrm{mV}/100})$

Il documento sulle topologie di amplificatori operazionali di Microchip lo spiega in questo modo:

"In un sistema a circuito chiuso, una capacità di rifiuto dell'alimentazione non ideale di un amplificatore si manifesta come un errore di tensione di offset ..."

$PSRR(dB) = 20 log \frac {\Delta V_{SUPPLY}}{\Delta V_{OS}}$

$PSR(\frac{V}{V}) = \frac {\Delta V_{OS}}{\Delta V_{SUPPLY}}$

dove

$V_{SUPPLY} = V_{DD} - V_{SS}$

$\Delta V_{OS} =$

Continua anche a dire che avere un PSR cattivo non è buono per gli amplificatori ad anello chiuso ad alto guadagno alimentati da batterie, poiché la variazione CC della tensione di alimentazione (quando le batterie si scaricano) avrà un effetto misurabile sull'uscita a causa dell'ingresso cambio offset.