Güç Supply Rejeksiyonu Hassas Edinme Oranının Anlaştırılması

Power Supply Rejeksiyon Oranı (PSR), 20 log10 (345V) Elde edilen yüksek çözünürlükte, otomatik olarak 10 °C'ye kadar olan bir çift geçiş süresine kadar olan artış anlamına gelir.[Dönetici: 2/FONT=D)

Çift malzemelerle sistemlerde (örneğin, ±15 V), pozitif ve negatif raylar genellikle farklı reddedilmeye sahiptir (PSR+ ve PSRR-) asimetrik iç devre topolojileri nedeniyle. tek kullanımlık parçalar için, belirtilen PSRRRR genellikle sağlam hassas veri toplama sistemleri için geçerlidir.

PSR Neden Yüksek Çözünürlüklü Veri Edinmesi İçin Önemlidir

Hassas sistemler 16 bit veya daha fazla hedef alan, 1 μV'nin altındaki gürültü zeminleri ile )RMS) özellikle güçlendirici gürültüyü hedef alan, hataları, dengelemek, gürültü kazanmak, ADC'nin kendi başına sabit ölçümlerden gelen bir hatayı dengelemek için, sabit bir yükselten hassas bir yükselteç haline getirmek.

Gerçek dünya uygulamaları, etki somut değildir: endüstriyel ağırlıklar, sadece tek bir veri sayfası numarası olarak değil, otomatik olarak otomatik olarak yapılan bir sistem, ancak kombine etki nedeniyle tüm aktif cihazda yapılandırılabilir.

PSR in the Data Acquisition Signal Chain

Operasyonel Ampirikler ve Instrumentasyon Amplifiers

Analog ön uç süreçleri en küçük sinyalleri ve 10 mV[Dönetici gürültüyü azaltmak için en savunmasız olanı]. Hassasiyet aktıları genellikle DC PSRR'nin 120 dB'nin üzerinde bir çıkış hatası üretebilir, ancak 100 kHz'nin altındaki bir yükseltici yükseltilebilir.

Chopper-stabilized ve otomatik-zero yükselteçleri mükemmel DC PSR ve düşük dengeleme sürüklenme elde eder, ancak tasarımcılar, doping frekansının tedarike bağlı eserler sunmadığını doğrulamalıdır. Yüksek frekanslı tedarik gürültüleri, her yükselteçmişten gelen yükselteç için danışılabilir. Data kisler.

Analog-to-Dijital Operalar (ADC)

Hassas ADCs, özellikle de delta-sigma mimarisi, 90 dB'nin üzerinde DC PSRR'yi işaret ediyor, ancak tedarik edilen gürültü aynı zamanda dijital filtre ile geçiş yapan ürünleri de dijital filtreyle azaltabiliyor.Herhangi bir dalgalama cihazına enjekte edebilir.The WaveT:0.Analog Cihazları PSRR'ye kılavuzluk ediyor[değiştir | kaynağı değiştir]

ADC programlanabilir bir kazanç yükselticisi (PGA), bu aşamanın PSRR'si baskın hale gelir.Rejeksiyon sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık PGA tarafından da geliştirilmiştir. Birden çok sistemlerde, PSRRR giriş engelleyicisi ile değişebilir, bu yüzden karakterizasyon bazen tüm işletim aralığında gereklidir. Modern ADCs bazen iç tedarik izleme veya test modları sunar.

Gereksiyon Referansları

Bir gerilim referansı genellikle sessiz bir kaynak olarak kabul edilir, ancak çıktıları tedarik gürültülerini yönlendiren sistematik bir hatadır. Referansın PSR, tam ilgi bant genişliğine ne kadar fazla karşılık verdiğini belirler.In ratemetric systems where the same reference uses both sensor excitation and ADC, poor PSRRR, while bandp references can-frets not have been restrict high-frets not the entire noise of interest is essential. Buried-zener reference provides perfect low-frets PSRRR, while bandp references might have limited high-frega outside filtert

Pratik tasarımlar genellikle ADC'nin dinamik mevcut talebi ile etkileşime girmemek için bir RC düşük geçit filtresi yerine getirilir. Düşük frekanslı bir dizide doğrudan referansın düşük gecikmeli olmasına yardımcı olur.

Linear ve Anahtarlama Düzenlemeleri

Güç kaynağının kendisi genellikle gürültü kaynağıdır. Linear düzenleyiciler düşük frekanslı dalgalar ve geniş bant termal gürültüyü üretir; PSR'leri düşük frekanslarda yüksek, ancak yükten kaç kilometreden fazla LDO'lar geçiş sırasında dalga geçiyor (yüzlü) artı yüksek frekanslı ringing ve EMI'ye sahip PSR'ye sahip olmak için en iyi 10 MHz'i telafi etmek için 10'u telafi etmek için en uygun şekilde telafi etmek için.

Power-Supply Gürültünün Karma-Signal Systems

İyi PSR için tasarım yapmak için mühendisler, mevcut malzemeleri anlamak zorundadır. Linear düzenleyicileri düşük frekanslı dalgalanmalara katkıda bulunurken, geçiş düzenleyicileri geçişli frekanslar ripple ve geniş bantlı EMI -FPGAs, mikro kontroller, yüksek hızlı arayüzler - zemindeki mevcut artışlar zemin ve tedarik geçicileri ortaya koyarlar. Bunlar genellikle güç dağıtım ağları yoluyla ayrılmış bir fiziksel filtre ile beslenirler.

PSR'yi Gerçek Bir Sistemde Ölçüleme

PSR'yi gerçek bir PCB üzerinde karakterize etmek, bir veri sayfası numarası kullanarak tedarik rayına daha karmaşıktır. Board parasitics, decoupling network, tüm sonucu etkileyen zeminleri paylaşmalıdır. ADCs için, dijital çıktıları ve frekansta doğru reddedilmeyi sağlamak için bir FFT'yi ölçmek gerekir.

Mühendisler genellikle etkili yönetim düzeyinde PSRRR'nin 10-20 dB'nin bileşen spesifikasyonundan daha kötü olduğunu bulurlar. Bu bozulma, güç izlerini, yetersiz zemin uçaklarını ve substrat darbesini ortaya çıkarır. Böylece, düzen ve decoupling, bileşen seçimi kadar önemlidir.

Power-Supply Rejeksiyonu Max'e tasarım stratejileri

PSRR Curves ile gerçekleştirilen komponid seçimi

Gerekli frekans aralığında doğal olarak yüksek PSRRRR ile aktif cihazlar seçin. Modern hassas amorflar PSRRR'yi birkaç yüz kHz'ye işaret eder; bazı farklı koşullar altında parçalara geçiş yapmak için iç filtrelemeyi birleştirir.

Multi-Stage Power Supply Filtering

Sağlam bir decoupling stratejisi birden çok aşama kullanır. Tipik bir zincir: geçiş düzenleyicisi → LC filtresi → LDO yüksek PSR → ferrite beads ve kapasitors ile nokta-yükleme. Her analogta, yüksek frekanslı performansı birleştirir.

Frekans referansları ve ADC güç pins gibi son derece hassas düğümler için, LDO'nun bir gürültü çıkarma pimi ile adanmış bir LDO'nun 100 kHz'den fazla reddedilmesini sağlayabilir.

PCB Layout ve Grounding

Hiçbir bileşen miktarı PSR kötü bir şekilde ayarlanmış bir yönetim kurulu için telafi edebilir. Katı bir zemin uçağı hassas analog izler altında kesmez. Bir yıldız zemin veya ADC altında tek bir bağlantı noktası düşünün. Yol gücü, düşük girişli poligonlar olarak dengelenebilir; yer gerilimi düzenleyicileri doğrudan yüklerine yakın bir yere koşarlar.

Diferansiyel İşaretleme ve

Gürültülü dijital işlemeden gelen analog cephenin Galvanic izolasyonu, gürültü yollarını kırabilir.Dönetici DC-DC dönüştürücüler ile bir araya getirilen dijital kanallarını SPI veya I2C, hassas devrelerin girişte çalışmasını sağlar.Diferansiyel yükselteçler, ADC girişlerini kullanarak tamamen farklı yükseltilebilir.

Vaka Çalışması: 24Bit Sensör Arayüzü'nde PSR'yi geliştirmek

Bir sistem 0.1 μV çözümü ile sualtı köprü çıktılarını ölçtü. sinyal zinciri: Bluetooth iletim yükseltici (G=128), 24bit delta-sigma ADC, 2.5 V referansı. Sistem, mikro kontrol edici ve bir Bluetooth modülü tedarik eden tek 5 V demiryolundan faydalandı.

Araştırma, analog tedarikin, basit bir 3.3 V LDO'dan sadece 40 dB PSRR'nin LDO'nun geçiş elemanı ve PCB izlerinin geçtiğini ortaya koydu.

PSRTest in Production

Tüm frekans-sweep PSRR test her ünitede yüksek hacimli bir üretim için pratik değildir. Bunun yerine, bilinen bir gürültü frekansına enjekte ederek (sistemin kendi düzenleyici veya dış jeneratörü) ve ADC'nin gürültü zeminini veya belirli bir kesintiye karşı belirli bir kesintiye uğraması için test eder. Bazı hassas ADC'ler, bir test sinyalini, bir test sinyalini sistemden diğerine çok sayıdaklı kanalın kendi gürültü performansını farklı tedarik etmesine izin verir.

PSRR'yi Sıcaklık ve Yaşam Zamanları Üzerinden Korumak

PSRR statik değildir. Yarı iletkenler yaş ve sıcaklık değişir, transkondüktör ve pasif bileşen değişmez. Seramik kapasitörler DC önyargı ve sıcaklık aşırılıkları altında kapasitans kaybederler, PSR performansı beklenen sıcaklık uçları ve yüksek frekanslı PSRR. alüminyum elektroliz kapasitörler kurutabilir, ESR'yi arttırırlar ve X7R veya C0G dielektrikleri kullanarak daha iyi stabilite için ısıtılırlar.

En İyi Uygulamaların Özeti

  • [FONT:0)Etmen PSRR eğrileri frekans üzerinde[Dönetici:0) tek bir dB değeri yerine; en kötü durumda işletim noktası için hesap.
  • [FONT:0) Düz PSR yanıtları ile bileşenleri seçin).; Mevcut geçiş frekanslarında yeterli olduklarını doğrulama.
  • [FONT:0] Çok aşamalı bir güç-kullanıcı filtreleme[[Dönetici: 1) LDO'lar ile ferrite beads ve dikkatle seçilmiş kapasitörler.
  • [FONT:0] Düşük bir aksanlık tasarlayın, bölmeli PCB[DÜT:1] Katı zemin uçaklar ve ayrı analog / sayısal güç alanları ile.
  • [FONT:0]Validate sistem PSRR ölçümü) gerçek yük ve düzen koşulları altında; laboratuvar testleri saha hataları önlemeyi önler.
  • [0]Köpektif filtreleme yetersiz olduğunda, galvanic izolasyonu).
  • [FONT:0]Derate cleors ve sıcaklık ve yaşam üzerinde test edin), ürünün yaşam boyu tutarlı PSRR sağlamak için.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Power Supply Rejeksiyon Oran tek bir veri sayfasından çok daha fazlasıdır; temel olarak veri toplama sistemlerinin doğruluğunu etkileyen dinamik, sistem seviyesinde parametredir. Tüm sinyal zincirini dikkatlice analiz ederek - ADC'ye referans vererek - ve analog tasarımın ayrılmaz bir parçası olarak, mühendisler modern uygulamaları talep eden alt-mikrovoltaik gürültü katlarını elde edebilir.