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電源去耦來保持電源進(jìn)入集成電路(IC)的低阻抗

鉅大LARGE  |  點擊量:735次  |  2020年03月31日  

諸如放大器和轉(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。


諸如放大器和轉(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。


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,由于時鐘抖動而產(chǎn)生時序錯誤。


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