Power Supply Rejection Ratio in Operational Transconductance Amp...

在电子工程领域，尤其是模拟电路设计中，电源抑制比（Power Supply Rejection Ratio，简称PSRR）是一个关键指标，用于衡量电路对电源噪声的抑制能力。《Power Supply Rejection Ratio in Operational Transconductance Amplifiers》这篇文章由IEEE出版，是关于运算跨导放大器（Operational Transconductance Amplifiers，简称OTAs）中的电源抑制比分析的经典文献。 文章摘要部分首先介绍了电源抑制比（PSRR）的概念，并提出了一种基于子电路切割的技术，该技术允许手动计算任何电路的PSRR。通过比较单级运算放大器（OTA）与常用的米勒OTA，文章显示前者具有数量级更好的PSRR性能。此外，分析结果与手工计算以及在实际改进型米勒OTA结构上的SPICE Level-2仿真进行了对比。 ### PSRR的重要性 在复杂系统设计中，尤其是在将模拟、数字及开关电容器块集成于同一芯片的情况下，电源线上的大信号波动（高达100mV峰值）成为一个显著问题。这些波动主要由数字部分和开关电容器网络引入。在需要测量低水平信号的应用场景下，高性能放大器的使用与开发变得尤为必要。而作为此类系统的核心组件，运算跨导放大器（OTAs）的性能必须根据电源变化进行深入研究和分析。PSRR在此背景下成为评估放大器抑制电源噪声能力的关键参数。 ### PSRR定义与频率特性 PSRR通常仅在直流或极低频（f < 1Hz）条件下给出，然而为了降低50/60Hz时钟频率及高频电源噪声的影响，必须考察PSRR在整个系统带宽内的表现，对于放大器而言，这意味着需要关注到增益带宽（GBW）范围内的性能。这一点在采样数据（aliasing）上下文中尤为重要，因为高频电源噪声可能会折回至信号带内，显著降低PSRR性能，如开关电容器滤波器中所示。 ### 改善PSRR的策略 系统受电源波动影响的表现可通过PSRR来描述。基于PSRR的定义，可以推断出对于放大器，高频下的PSRR（fdo mini,n, < f < GBW）可以通过增加放大器的GBW来改善。这意味着在设计时，通过优化放大器的带宽，可以在一定程度上提升其对电源噪声的抑制能力，从而提高整个系统的性能稳定性。 ### 结论 《Power Supply Rejection Ratio in Operational Transconductance Amplifiers》这篇论文不仅提供了PSRR的深入理论分析，还展示了通过具体设计优化提升OTAs PSRR的实际案例。这对于从事集成电路设计，尤其是模拟信号处理领域的工程师们来说，是一份宝贵的参考资料。通过对PSRR的理解和掌握，设计者能够更好地应对电源噪声挑战，确保电路在各种工作条件下的可靠性和性能。