Анализ коэффициента подавления пульсаций по питанию у LDO
10 июля 2025
Коэффициент подавления пульсаций по питанию `PSRR` (`Power Supply Rejection Ratio`) определяется как отношение амплитуды пульсаций на входе к амплитуде пульсаций на выходе и выражается в децибелах (`дБ`). Его расчетное выражение показано ниже.
Практический смысл `PSRR` состоит в количественной оценке того, насколько изменения напряжения питания передаются на выход. Например, если для некоторой схемы `PSRR = 60 дБ`, то при изменении входного напряжения питания на `1 В` колебание на выходе составит лишь `1 мВ`. Этот показатель особенно важен для аналоговых схем, таких как операционные усилители и стабилизаторы напряжения, поскольку шум питания напрямую приводит к искажению сигнала или снижению характеристик системы.
На `PSRR` LDO-стабилизатора влияют не только частота пульсаций, но и ток нагрузки, разность входного и выходного напряжений, а также емкость выходного конденсатора. Как правило, чем меньше падение напряжения, чем больше ток нагрузки, чем выше частота и чем меньше выходная емкость, тем ниже `PSRR`. Поэтому, если требуется более высокий уровень подавления пульсаций, следует соответствующим образом увеличить запас по напряжению, повысить емкость выходного конденсатора и уменьшить ток нагрузки. На рисунке 1 показана зависимость `PSRR` от частоты для сверхмалопаденного стабилизатора `AP2210`. Из графика видно, что в области низких частот его `PSRR` может достигать `75 дБ`.
Рисунок 1. Зависимость PSRR от частоты
Обычно LDO-источник питания обладает высоким значением `PSRR`, поэтому уровень выходных пульсаций у него низкий. По этой причине при проектировании цепей питания датчиков, особенно датчиков с аналоговым выходом, для обеспечения точности измерений, как правило, применяют малошумящий LDO с низким уровнем пульсаций. Импульсные источники питания, напротив, имеют более выраженные пульсации на выходе и сильно зависят от нагрузки. Зато по эффективности они превосходят LDO и выделяют меньше тепла.
Именно поэтому на практике импульсный источник питания часто используют совместно с LDO: первый обеспечивает высокую эффективность преобразования, а второй за счет высокого `PSRR` подавляет остаточные пульсации, поступающие с выхода импульсного преобразователя.
