Relación de rechazo de la fuente de alimentación

En sistemas electrónicos, la relación de rechazo de la fuente de alimentación ( PSRR ), también relación de rechazo de la tensión de alimentación ^[1] ( k _SVR ; 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 las especificaciones de los amplificadores operacionales , el PSRR se define como la relación entre el cambio en el voltaje de suministro y el voltaje de salida equivalente (diferencial) que produce, ^[2] a menudo expresado en decibeles . ^{[3] [4] [5]} Un amplificador operacional ideal tendría un PSRR infinito, ya que el dispositivo no debería tener cambios en el voltaje de salida con ningún cambio en el voltaje de la fuente de alimentación. El voltaje de salida dependerá del circuito de retroalimentación, como es el caso de los voltajes de compensación de entrada regulares. Pero las pruebas no se limitan a CC (frecuencia cero); a menudo, un amplificador operacional también tendrá su PSRR dado en varias frecuencias (en cuyo caso la relación es una de las amplitudes RMS de las ondas sinusoidales presentes en una fuente de alimentación en comparación con la salida, teniendo en cuenta la ganancia). Pueden producirse oscilaciones no deseadas , incluido el movimiento de motor , cuando una etapa de amplificación es demasiado sensible a las señales alimentadas a través de la fuente de alimentación desde una etapa de amplificación de potencia posterior .

Algunos fabricantes especifican el PSRR en términos del voltaje 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 supone que se especifica en términos de entrada:

${\displaystyle {\text{PSRR}}[{\text{dB}}]=10\log _{10}\left({\frac {\Delta {V_{\text{supply}}}^{2}{A_{v}}^{2}}{\Delta {V_{\text{out}}}^{2}}}\right){\text{dB}}}$

¿Dónde está la ganancia de voltaje? ${\textstyle A_{v}}$

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

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

Y como son 60 dB de rechazo, el signo es negativo, así que:

${\displaystyle 1\ {\text{V}}\cdot 10^{\frac {-60}{20}}=0.001\ {\text{V}}=1\ {\text{mV}}}$

Nota:

• El PSRR no necesariamente tiene los mismos polos que A(s), la ganancia de bucle 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 los amplificadores con fuentes de alimentación tanto positivas como negativas (con respecto a tierra, como suelen tener los amplificadores operacionales ), el PSRR para cada voltaje de alimentación se puede especificar por separado (a veces escrito: PSRR+ y PSRR−), pero normalmente el PSRR se prueba con señales de polaridad opuesta aplicadas a ambos rieles de alimentación al mismo tiempo (de lo contrario, la relación de rechazo de modo común (CMRR) afectará la medición del PSRR).
• Para los reguladores de voltaje, ocasionalmente se cita el PSRR (de manera confusa; para referirse a las relaciones de cambio de voltaje de salida ), pero a menudo el concepto se transfiere a otros términos que relacionan los cambios en el voltaje de salida con el de entrada: rechazo de rizado (RR) para frecuencias bajas, respuesta transitoria de línea para frecuencias altas y regulación de línea para CC.

Referencias

1. http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tl071.pdf ^{[ URL básica PDF ]}
2. Definición del glosario de PSRR de Maxim Integrated
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 fuente de alimentación (PSRR) y voltajes de suministro del amplificador operacional. Nota de aplicación/tutorial MT-043 de Analog Devices
7. Técnicas para la medición de ruido/ondulación de salida.

Enlaces externos

• Relación de rechazo de fuente de alimentación del amplificador operacional (PSRR) y voltajes de suministro por Analog Devices, Inc. Definición y medición de PSRR.
• Nota de aplicación sobre pruebas PSRR de reguladores de voltaje lineal, por Florian Hämmerle (OMICRON Lab) y Steven Sandler (Picotest)
• Introducción al diseño de sistemas mediante circuitos integrados, a través de Google Books