Was ist das Ablehnungsverhältnis des Netzteils und wie hilft mir ein hoher PSRR?

Viele Regler-Datenblätter geben eine Angabe der Netzteil-Ablehnungsrate in Dezibel an. Ich verstehe, dass ein hoher PSRR gut ist, aber wie und wo hilft es mir?

Nehmen wir zum Beispiel an, ich habe ein geregeltes Netzteil mit Wandwarzen, das 5 V ausgibt, aber mit etwa 20 mV Rauschen belastet ist. Nehmen wir weiter an, dass das Rauschen bei etwa 50 kHz am bedeutendsten ist.

Würde mir ein Regler mit einem PSRR von 90 dB von 20 kHz bis 1 MHz helfen, dieses Rauschen zu unterdrücken?

Nehmen wir weiter an, dass ich die Spannung mit einem Instrumenation Amp + ADC messe (dh der In. Amp steuert den ADC an). Würde mir ein hoher PSRR im Allgemeinen helfen? (Ich weiß, dass es wahrscheinlich von vielen Faktoren abhängt, aber ich spreche über die allgemeine Situation).

Der ideale Regler hält die Ausgangsspannung konstant, solange:

1. Die Eingangsspannung liegt innerhalb des für das Gerät angegebenen gültigen Bereichs.

2. und die Ausgangsstromaufnahme liegt innerhalb des zulässigen Bereichs.

Natürlich ist kein Regler perfekt. Für Spannungsregler gibt es zwei Hauptspezifikationen, die angeben, um wie viel sich die Ausgangsspannung aufgrund der Betriebsbedingungen ändert. Die Unterdrückung der Stromversorgung ist eigentlich ein ungewöhnlicher Begriff für Spannungsregler. Dieser Begriff ist sinnvoller für einen Teil mit einem analogen Ausgang, wie z. B. einen Operationsverstärker. Ein Spannungsregler kann jedoch so betrachtet werden, dass es nicht falsch ist. Häufiger wird jedoch der Begriff Eingangsunterdrückungsverhältnis für Spannungsregler verwendet.

In jedem Fall zeigt dies an, wie viele Variationen am Eingang des Reglers auf den Ausgang wirken. Im Idealfall würde keiner von ihnen, aber in der realen Welt wird ein Bruchteil der Variation der Eingangsspannung auf der Ausgangsspannung auftreten. Angenommen, die Eingangsspannung weist eine Welligkeit von 1 Vpp auf. Wenn die sich ergebende Ausgangsspannung 1 mVpp Welligkeit auf sie hat, dann ist die Verstärkung vom Eingang zum Ausgang 1/1000, und das Unterdrückungsverhältnis beträgt 1.000.

Dieses Ablehnungsverhältnis wird häufig in dB angegeben. Beachten Sie, dass dB ein Leistungsverhältnis ausdrückt und dass die Leistung proportional zum Quadrat der Spannung ist. Ein dB ist 10Log10 ( Leistungsverhältnis ), was 10Log10 (( Spannungsverhältnis ) ²) ist, was leichter als 20Log10 ( Spannungsverhältnis ) ausgedrückt werden kann . Daher könnte das Ablehnungsverhältnis von 1000: 1 aus dem obigen Beispiel als 60 dB ausgedrückt werden.

Ich erwähnte, dass es zwei Hauptspezifikationen gibt, die verwendet werden, um die dynamische Leistung eines Spannungsreglers zu beschreiben. Bisher haben wir über das Ablehnungsverhältnis für Eingaben gesprochen, nach dem Sie gefragt haben. Früher oder später werden Sie auf eine Art Ausgabe-Ablehnungsspezifikation stoßen , obwohl diese unterschiedliche Namen haben kann. Dies ist ein Maß dafür, wie stark sich die Ausgangsspannung bei Änderungen des Ausgangsstroms ändert. Wenn Sie die Einheiten berechnen, werden Sie sehen, dass dies in Ohm ist, obwohl es oft nicht explizit als solches ausgedrückt wird. Sie können sich dies als den Widerstand in Reihe mit dem Ausgang eines Reglers vorstellen, der seinen Ausgang in Abhängigkeit vom Strom überhaupt nicht verändert.

Soweit ich weiß, bestimmt das PSSR, wie stark sich Leistungsschwankungen auf den Ausgang des Verstärkers auswirken.

Angenommen, Sie haben eine 20mVStromversorgungsschwankung in Ihrem Instrumentenverstärker mit einer Verstärkung von 40dB(ich bin nicht sicher, wie hoch Ihre Verstärkung ist, aber Sie können diese Berechnungen selbst ausführen), und Ihr Verstärker hat einen PSRR von 90 dB.

Die Gesamtleistungsschwankung beträgt dann:

Sie können bestimmen, ob diese Schwankung von Ihrem ADC erfasst werden kann, indem Sie die minimale Schrittgröße bestimmen, die der ADC erkennen kann. Für einen 12-Bit-ADC mit Vpp = 1V,

So ist die PSRR der Instr. Der Verstärker reicht in diesem Fall aus, um Leistungsschwankungen von 20 mV zu unterdrücken.

Quelle: Wikipedia - Power Supply Rejection Ratio