如何測量PMIC的PSRR

PSRR是一個(gè)重要參數，可評估LDO在輸入電源中的變化中保持一致輸出電壓的能力。在輸入電源體驗波動(dòng)的情況下，實(shí)現高PSRR至關(guān)重要，從而確保輸出電壓的可靠性。下圖1說(shuō)明了測量PSRR的一般方法。
　　

計算PSRR值的數學(xué)表達式為：
　　

psrr = 20 log 10 v in /v out
　　

其中v in 和v輸出分別是輸入和輸出電壓的交流波紋。
　　

設備和設置
　　

為了確保對PSRR進(jìn)行準確的測量，必須地設置測試環(huán)境。以下設計概述了使用列出的設備來(lái)建立可靠且可靠的測試配置。
　　

首先，將電源（在我們的情況下是Keithley 2460）連接到Picotest J2120A線(xiàn)注射器的輸入。電源應配置為生成穩定的直流電壓，而AC波紋組件由BODE 100網(wǎng)絡(luò )分析儀使用J2120A線(xiàn)注射器輸出提供，以模擬電源變化。

請注意，J2120A線(xiàn)噴射器包括內部有偏見(jiàn)的N通道MOSFET。這意味著(zhù)J2120A輸入和輸出之間存在電壓下降。電壓下降是非線(xiàn)性的，其依賴(lài)性如圖2所示。這意味著(zhù)每次調整負載電流時(shí)，還必須調整源電源，以在J2120A端子上保持恒定的直流輸出電壓。

圖2 J2120A的電阻和電壓下降顯示與輸出電流相比。資料來(lái)源：Renesas

例如，要在LDO調節器的輸入處獲得1.2 V，并且根據當前負載，可能需要將線(xiàn)注射器輸入的電壓從2.5 V到3.5V。因此，與外部調節器連接時(shí)不要變得不穩定。
　　

接下來(lái)，使用數字萬(wàn)用表來(lái)監視PMIC的輸入和輸出電壓。確保使用適當的接地，并在連接中存在的干擾以保持測量完整性。
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來(lái)自Omicron Lab的Bode 100用于記錄和分析測量結果。該數據可用于計算PSRR值，并評估PMIC保持穩定輸出的能力，盡管輸入供應有所不同。

通過(guò)仔細遵循此設置，可以確保準確可靠的PSRR測量值，從而有助于發(fā)展高性能和可靠的電子系統。

表1：這是PSRR測量中使用的儀器的概述。資料來(lái)源：Renesas

表2請參閱LDOS的測試條件。資料來(lái)源：Renesas

PSRR基準測量設置的設置

圖3框圖顯示了PSRR基準測量的關(guān)鍵構建塊。資料來(lái)源：Renesas

使用Bode 100進(jìn)行PSRR測量。如圖 4所示，應在Bode Analyzer Suite軟件中選擇增益/相測量類(lèi)型。

圖 4開(kāi)始菜單在Bode Analyzer Suite軟件中顯示。資料來(lái)源：Renesas

將跟蹤1格式設置為幅度（db）。

圖5這是如何設置跟蹤1。來(lái)源：renesas

要獲得目標PSRR測量，請在“硬件設置”中選擇以下設置：
　　

頻率：將起始頻率更改為“ 10 Hz”，然后停止頻率為“ 10 MHz”。
　　

源模式：選擇自動(dòng)關(guān)閉或始終開(kāi)啟。在自動(dòng)關(guān)閉模式下，每當使用測量時(shí)，源將自動(dòng)關(guān)閉。在始終處于模式下，信號源在測量完成后仍在。這意味著(zhù)掃描測量中的一個(gè)頻率點(diǎn)定義了信號源頻率和級別。
　　

源級別：將常數源級設置為“ -16 dB”或更高的輸出級別?？梢栽谶x項中更改設備。默認情況下，Bode 100使用DBM作為輸出電平單元。 1 DBM等于50Ω負載1 MW?？梢赃x擇“ VPP”以在峰值到峰值電壓中顯示輸出電壓。請注意，當將50Ω負載連接到輸出時(shí)，內部源電壓比顯示的值高兩倍，并且有效。
　　

衰減器：將輸入衰減器設置為接收器1（頻道1）和0 dB的輸入衰減器，用于接收器2（通道2）。

接收器帶寬：選擇用于測量的接收器帶寬。較高的接收器帶寬會(huì )提高測量速度。減少接收器帶寬以降低噪聲并捕獲窄帶共振。

　圖6上圖顯示了以增益/相測量模式和測量配置的硬件設置。資料來(lái)源：Renesas

在開(kāi)始測量之前，需要校準Bode 100。這將確保測量的準確性。按下“全范圍校準”按鈕，如圖7所示。為了達到精度，請在執行外部校準后不要更改衰減器。

圖7按“全范圍校準”按鈕以確保測量精度。資料來(lái)源：Renesas

圖8這是全范圍校準窗口的外觀(guān)。資料來(lái)源：Renesas

如下所示，連接輸出，CH1和CH2，并通過(guò)按開(kāi)始按鈕執行校準。

圖9中的校準設置，連接輸出，CH1和CH2，然后按開(kāi)始按鈕。資料來(lái)源：Renesas

圖10這是執行校準窗口的樣子。資料來(lái)源：Renesas
　　

對于所有LDO：
　　

輸入電容器將過(guò)濾出注入LDO的一些信號，因此卸下用于測試的LDO的輸入電容器或保持盡可能小。
　　

配置網(wǎng)絡(luò )分析儀；使用電源為線(xiàn)噴射器供電，然后將網(wǎng)絡(luò )分析儀的輸出連接到線(xiàn)條噴油器的開(kāi)放聲音控制（OSC）輸入。
　　

為正在測試的設備（DUT）供電并配置測試的LDO的輸出電壓。為了防止損壞PMIC，LDO的輸入電壓應小于或等于輸入電壓。強烈建議在沒(méi)有電阻載荷的情況下為L(cháng)DO供電，然后施加負載并調整輸入電壓。
　　

如表2中指定的LDO V外配置。
　　

啟用測試的LDO并使用電壓表檢查輸出電壓。
　　

為確保啟動(dòng)電流極限不會(huì )阻止LDO正確啟動(dòng)，請在V Out電壓達到其水平后將電阻載荷連接到LDO。
　　

將J2120A的電壓調節到其目標V中。
　　

將網(wǎng)絡(luò )分析儀的個(gè)通道（CH1）連接到使用短同軸電纜測試的LDO的輸入。
　　

將網(wǎng)絡(luò )分析儀的第二個(gè)通道（CH2）連接到使用短同軸電纜測試的LDO輸出。
　　

監視示波器上線(xiàn)噴射器的輸出電壓。執行頻率掃描，并檢查是否達到了輸入電壓以及適當的峰值到峰值進(jìn)行測試。確保AC組件為200 MVPP或更低。
　　

請注意，PSRR的凈空與數據表中指定的輟學(xué)電壓參數（VDO）不同（見(jiàn)圖11）。在PSRR的背景下，凈空是指LDO需要有效拒絕輸入電壓變化的輸出電壓的額外電壓率。
　　

從本質(zhì)上講，它可以確保盡管輸入電源波動(dòng)，但LDO仍可以保持穩定的輸出。另一方面，輟學(xué)電壓（VDO）是LDOS數據表中定義的特定參數。
　　

這是輸入電壓（v in）與輸出電壓（v out）之間的差異，在靜態(tài)直流條件下，LDO仍然可以正確調節輸出電壓。當輸入電壓下降到閾值以下時(shí)，LDO將無(wú)法再保持指定的輸出電壓，從而導致潛在的性能問(wèn)題。
　

示例亮點(diǎn)施加了波紋及其幅度，其幅度為L(cháng)DO輸入的DC偏移。資料來(lái)源：Renesas
　　

通過(guò)使用光標來(lái)設置網(wǎng)絡(luò )分析儀以每個(gè)所需頻率（1 kHz，100 kHz和1 MHz）測量PSRR。如圖13所示，添加更多光標以測量峰值。
　　

捕獲每個(gè)測量條件的圖像。
　　

清晰準確的PSRR測量
　　

該方法提供了一種使用Omicron Lab Bode 100和Picotest J2120A來(lái)測量SLG5100X PMIC家族PSRR的清晰而的方法。 10 Hz至10 MHz頻率范圍中的準確PSRR測量對于驗證LDO性能和確保強大的功率管理至關(guān)重要。
　　

隨附的數字是設置和解釋的寶貴參考，而嚴格遵守這些準則可以增強測量可靠性。通過(guò)遵循此框架，工程師可以實(shí)現高質(zhì)量的PSRR評估，終有助于更高效，更可靠的電力管理解決方案。