理解ADC电源噪声的PSRR与PSMR 电源

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作者：Jonathan Harris, Product Applications Engineer, Analog Devices

研究电源噪声时有三个熟悉的术语，分别是：PSRR-DC、PSRR-AC和PSMR。其中PSRR表示电源抑制比，PSMR表示电源调制比。

为了理解电源噪声入口，需要了解这些术语，以及它们对于ADC的含义。 一般而言，这些术语告诉我们容许电源进入系统的入口应有多宽。 抑制越少，通过电源输入端进入ADC的噪声就越多。

首先来考察PSRR-DC和PSRR-AC。 下文图1显示这两者的概念。ADC的PSRR-DC表示ADC中增益或失调误差的变化与电源电压的变化之比。



图1. 直流电源抑制比(PSRR)

它是静止不变的，不随时间的变化而改变；而图2显示的是PSRR-AC，它随时间的变化而改变。 PSRR-AC的使用更为广泛，因为通常ADC的电源电压经过良好的调节，并且PSRR-DC无法对整体性能产生较大影响。



图2. 交流电源抑制比(PSRR)

PSRR-AC会对ADC性能产生大得多的影响，因为电源线上的高频噪声信号通常难以过滤。 这些信号会通过很多不同的机制耦合至电源层和线路中。 只要它们耦合至ADC电源线，PSRR-AC就能告诉我们转换器抑制了多少这些信号。 PSRR-AC为设计人员提供电源噪声将在多大程度上影响输入信号，或在多大程度上加入其中的相关信息。

其测量如图3所示。对于PSRR-AC而言，信号注入电源输入（图中显示AVDD，其实也可以是DVDD），且ADC的模拟输入端无输入信号。 其结果在ADC的输出端以杂散FFT形式存在，频率等于注入信号的频率，幅度相比注入信号的幅度有所下降。 杂散与注入信号幅度之比即为PSRR-AC值。



图3. PSRR-AC和PSMR测量条件

与PSRR-AC类似，PSMR表示对注入电源输入端的信号进行测量。 然而，对于PSMR而言，输入信号同样施加于ADC的模拟输入端， 如图4所示。在该例中，注入信号与模拟输入信号相混合，产生FFT杂散，数值为两个信号之积(fINPUT± fINJECTED)。 再一次地，PSMR为注入信号幅度与最终FFT杂散幅度之比。 但在本例中，由于FFT有两个杂散信号，通常在计算中采用较大的杂散。



图4. PSRR-AC和PSMR测量条件