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Relación de rechazo de la fuente de alimentación

En los sistemas electrónicos, la relación de rechazo de la fuente de alimentación ( PSRR ), también conocida como relación de rechazo de la tensión de alimentación [ 1 ] ( kSVR ...

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En los sistemas electrónicos, la relación de rechazo de la fuente de alimentación ( PSRR ), también conocida como relación de rechazo de la tensión de alimentación [ 1 ] ( kSVR ; SVR ), es un término ampliamente utilizado para describir la capacidad de un circuito electrónico para suprimir cualquier variación de la fuente de alimentación en su señal de salida.

En el contexto de los circuitos integrados analógicos, como los amplificadores operacionales , la PSRR se define como el cambio en la tensión de alimentación necesario para producir el mismo efecto en la salida que el cambio equivalente en la tensión de entrada (diferencial). De forma equivalente, la PSRR se define como la relación entre la ganancia de señal en lazo abierto y la ganancia de alimentación a salida. [ 2 ] La PSRR se suele expresar en decibelios . [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] Un amplificador operacional ideal tendría una PSRR infinita, ya que el dispositivo no debería tener ningún cambio en la tensión de salida con ningún cambio en la tensión de alimentación.

Las pruebas no se limitan a la corriente continua (frecuencia cero); a menudo, el PSRR de un amplificador operacional también se proporciona a diversas frecuencias (en cuyo caso la relación es una de las amplitudes RMS de las ondas sinusoidales presentes en la fuente de alimentación en comparación con la salida, teniendo en cuenta la ganancia). Pueden producirse oscilaciones no deseadas , incluido el efecto de "motorboating ", cuando una etapa de amplificación es demasiado sensible a las señales que recibe a través de la fuente de alimentación desde una etapa posterior de amplificación de potencia .

Algunos fabricantes especifican el PSRR en términos de la tensión de compensación que provoca en las entradas de los amplificadores; otros lo especifican en términos de la salida; no existe un estándar industrial para este tema. [ 6 ] La siguiente fórmula asume que se especifica en términos de entrada:

PSRR[dB]=10registro10⁡(ΔVsuministrar2Av2ΔVafuera2)dB{\displaystyle {\text{PSRR}}[{\text{dB}}]=10\log _{10}\left({\frac {\Delta {V_{\text{suministro}}}^{2}{A_{v}}^{2}}{\Delta {V_{\text{salida}}}^{2}}}\right){\text{dB}}}

dóndeAv{\textstyle A_{v}}es la ganancia de voltaje.

Por ejemplo: un amplificador con una PSRR de 100 dB en un circuito para dar una ganancia de lazo cerrado de  40 dB permitiría que se superpusiera aproximadamente 1 milivoltio de rizado de la fuente de alimentación en la salida por cada 1 voltio de rizado en la fuente. Esto se debe a que   

100 dB−40 dB=60 dB{\displaystyle 100\ {\text{dB}}-40\ {\text{dB}}=60\ {\text{dB}}}.

Y dado que eso supone  un rechazo de 60 dB, el signo es negativo, por lo tanto:

1 V⋅10−6020=0,001 V=1 mV{\displaystyle 1\ {\text{V}}\cdot 10^{\frac {-60}{20}}=0.001\ {\text{V}}=1\ {\text{mV}}}

Nota:

  • El PSRR no necesariamente tiene los mismos polos que A(s), la ganancia en lazo abierto del amplificador operacional, pero generalmente tiende a empeorar también con el aumento de la frecuencia (por ejemplo, http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/opa2277.pdf ). [ 7 ]
  • Para amplificadores con fuentes de alimentación tanto positivas como negativas (con respecto a tierra, como suelen tener los amplificadores operacionales ), la relación de rechazo de la fuente de alimentación (PSRR) para cada voltaje de alimentación puede especificarse por separado (a veces se escribe: PSRR+ y PSRR−), pero normalmente la PSRR se prueba aplicando señales de polaridad opuesta a ambos rieles de alimentación al mismo tiempo (de lo contrario, la relación de rechazo en modo común (CMRR) afectará la medición de la PSRR).
  • En el caso de los reguladores de voltaje, a veces se menciona el PSRR (de forma confusa, para referirse a las relaciones de cambio del voltaje de salida ), pero a menudo el concepto se transfiere a otros términos que relacionan los cambios en el voltaje de salida con la entrada: rechazo de rizado (RR) para bajas frecuencias, respuesta transitoria de línea para altas frecuencias y regulación de línea para CC.

Referencias

  1. ↑ "Amplificadores operacionales con entrada JFET de bajo ruido" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 15 de junio de 2003.
  2. ↑ Gray, Hurst, Lewis, Meyer, Análisis y diseño de circuitos integrados analógicos, 5.ª ed. , John Wiley & Sons, 2009, página 418
  3. ↑ Allen, Phillip; Holberg, Douglas, Diseño de circuitos analógicos CMOS , Oxford University Press, Inc, cc 1987.
  4. ↑ Franco, Diseño con amplificadores operacionales y circuitos integrados analógicos , McGraw-Hill, Inc., cc 1988.
  5. ↑ Jung, Walt; Manual de aplicaciones de amplificadores operacionales , Newnes, 2006, página 86 http://www.analog.com/library/analogdialogue/archives/39-05/Web_Ch1_final_R.pdf#page=93
  6. ↑ Relación de rechazo de la fuente de alimentación (PSRR) y tensiones de alimentación del amplificador operacional . Nota de aplicación/tutorial MT-043 de Analog Devices.
  7. ↑ Técnicas para la medición de la ondulación/ruido de salida .
  • Relación de rechazo de la fuente de alimentación (PSRR) y tensiones de alimentación del amplificador operacional según Analog Devices, Inc. Definición y medición de la PSRR.
  • Nota de aplicación sobre las pruebas de PSRR de reguladores de voltaje lineales , por Florian Hämmerle (OMICRON Lab) y Steven Sandler (Picotest).
  • Introducción al diseño de sistemas mediante circuitos integrados, vía Google Books