《電子技術(shù)應(yīng)用》
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通過電源去耦來保持電源進(jìn)入集成電路(IC)的低阻抗

2018-11-12

諸如放大器轉(zhuǎn)換器等模擬集成電路具有至少兩個或兩個以上電源引腳,。對于單電源器件,,其中一個引腳通常連接到地。如ADC和DAC等混合信號器件可以具有模擬和數(shù)字電源電壓以及I/O電壓。像FPGA這樣的數(shù)字IC還可以具有多個電源電壓,,例如內(nèi)核電壓、存儲器電壓和I/O電壓,。

 

不管電源引腳的數(shù)量如何,,IC數(shù)據(jù)手冊都詳細(xì)說明了每路電源的允許范圍,包括推薦工作范圍和最大絕對值,,而且為了保持正常工作和防止損壞,,必須遵守這些限制。

 

然而,由于噪聲或電源紋波導(dǎo)致的電源電壓的微小變化—即便仍在推薦的工作范圍內(nèi)—也會導(dǎo)致器件性能下降,。例如在放大器中,,微小的電源變化會產(chǎn)生輸入和輸出電壓的微小變化,如圖1所示,。

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圖1. 放大器的電源抑制顯示輸出電壓對電源軌變化的靈敏度,。

 

放大器對電源電壓變化的靈敏度通常用電源抑制比(PSRR)來量化,其定義為電源電壓變化與輸出電壓變化的比值,。

 

圖1顯示了典型高性能放大器(OP1177)的PSR隨頻率以大約6dB/8倍頻程(20dB/10倍頻程)下降的情況,。圖中顯示了采用正負(fù)電源兩種情況下的曲線圖。盡管PSRR在直流下是120dB,,但較高頻率下會迅速降低,,此時(shí)電源線路上有越來越多的無用能量會直接耦合至輸出。

 

如果放大器正在驅(qū)動負(fù)載,,并且在電源軌上存在無用阻抗,,則負(fù)載電流會調(diào)制電源軌,從而增加交流信號中的噪聲和失真,。

 

盡管數(shù)據(jù)手冊中可能沒有給出實(shí)際的PSRR,,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和其他混合信號IC的性能也會隨著電源上的噪聲而降低。電源噪聲也會以多種方式影響數(shù)字電路,,包括降低邏輯電平噪聲容限,,由于時(shí)鐘抖動而產(chǎn)生時(shí)序錯誤。


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