如何測(cè)量PMIC的PSRR

PSRR是一個(gè)重要參數(shù)，可評(píng)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(yàn)波動(dòng)的情況下，實(shí)現(xiàn)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(cè)量PSRR的一般方法。
　　

計(jì)算PSRR值的數(shù)學(xué)表達(dá)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(shè)備和設(shè)置
　　

為了確保對(duì)PSRR進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，必須地設(shè)置測(cè)試環(huán)境。以下設(shè)計(jì)概述了使用列出的設(shè)備來(lái)建立可靠且可靠的測(cè)試配置。
　　

首先，將電源（在我們的情況下是Keithley 2460）連接到Picotest J2120A線注射器的輸入。電源應(yīng)配置為生成穩(wěn)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線注射器輸出提供，以模擬電源變化。

請(qǐng)注意，J2120A線噴射器包括內(nèi)部有偏見的N通道MOSFET。這意味著J2120A輸入和輸出之間存在電壓下降。電壓下降是非線性的，其依賴性如圖2所示。這意味著每次調(diào)整負(fù)載電流時(shí)，還必須調(diào)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(diào)節(jié)器的輸入處獲得1.2 V，并且根據(jù)當(dāng)前負(fù)載，可能需要將線注射器輸入的電壓從2.5 V到3.5V。因此，與外部調(diào)節(jié)器連接時(shí)不要變得不穩(wěn)定。
　　

接下來(lái)，使用數(shù)字萬(wàn)用表來(lái)監(jiān)視PMIC的輸入和輸出電壓。確保使用適當(dāng)?shù)慕拥?，并在連接中存在的干擾以保持測(cè)量完整性。
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來(lái)自O(shè)micron Lab的Bode 100用于記錄和分析測(cè)量結(jié)果。該數(shù)據(jù)可用于計(jì)算PSRR值，并評(píng)估PMIC保持穩(wěn)定輸出的能力，盡管輸入供應(yīng)有所不同。

通過(guò)仔細(xì)遵循此設(shè)置，可以確保準(zhǔn)確可靠的PSRR測(cè)量值，從而有助于發(fā)展高性能和可靠的電子系統(tǒng)。

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

表2請(qǐng)參閱LDOS的測(cè)試條件。資料來(lái)源：Renesas

PSRR基準(zhǔn)測(cè)量設(shè)置的設(shè)置

圖3框圖顯示了PSRR基準(zhǔn)測(cè)量的關(guān)鍵構(gòu)建塊。資料來(lái)源：Renesas

使用Bode 100進(jìn)行PSRR測(cè)量。如圖 4所示，應(yīng)在Bode Analyzer Suite軟件中選擇增益/相測(cè)量類型。

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

將跟蹤1格式設(shè)置為幅度（db）。

圖5這是如何設(shè)置跟蹤1。來(lái)源：renesas

要獲得目標(biāo)PSRR測(cè)量，請(qǐng)?jiān)凇坝布O(shè)置”中選擇以下設(shè)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)閉或始終開啟。在自動(dòng)關(guān)閉模式下，每當(dāng)使用測(cè)量時(shí)，源將自動(dòng)關(guān)閉。在始終處于模式下，信號(hào)源在測(cè)量完成后仍在。這意味著掃描測(cè)量中的一個(gè)頻率點(diǎn)定義了信號(hào)源頻率和級(jí)別。
　　

源級(jí)別：將常數(shù)源級(jí)設(shè)置為“ -16 dB”或更高的輸出級(jí)別?？梢栽谶x項(xiàng)中更改設(shè)備。默認(rèn)情況下，Bode 100使用DBM作為輸出電平單元。 1 DBM等于50Ω負(fù)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(qǐng)注意，當(dāng)將50Ω負(fù)載連接到輸出時(shí)，內(nèi)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(shè)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(cè)量的接收器帶寬。較高的接收器帶寬會(huì)提高測(cè)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(cè)量模式和測(cè)量配置的硬件設(shè)置。資料來(lái)源：Renesas

在開始測(cè)量之前，需要校準(zhǔn)Bode 100。這將確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。按下“全范圍校準(zhǔn)”按鈕，如圖7所示。為了達(dá)到精度，請(qǐng)?jiān)趫?zhí)行外部校準(zhǔn)后不要更改衰減器。

圖7按“全范圍校準(zhǔn)”按鈕以確保測(cè)量精度。資料來(lái)源：Renesas

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

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

圖9中的校準(zhǔn)設(shè)置，連接輸出，CH1和CH2，然后按開始按鈕。資料來(lái)源：Renesas

圖10這是執(zhí)行校準(zhǔn)窗口的樣子。資料來(lái)源：Renesas
　　

對(duì)于所有LDO：
　　

輸入電容器將過(guò)濾出注入LDO的一些信號(hào)，因此卸下用于測(cè)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；使用電源為線噴射器供電，然后將網(wǎng)絡(luò)分析儀的輸出連接到線條噴油器的開放聲音控制（OSC）輸入。
　　

為正在測(cè)試的設(shè)備（DUT）供電并配置測(cè)試的LDO的輸出電壓。為了防止損壞PMIC，LDO的輸入電壓應(yīng)小于或等于輸入電壓。強(qiáng)烈建議在沒(méi)有電阻載荷的情況下為L(zhǎng)DO供電，然后施加負(fù)載并調(diào)整輸入電壓。
　　

如表2中指定的LDO V外配置。
　　

啟用測(cè)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(qǐng)?jiān)赩 Out電壓達(dá)到其水平后將電阻載荷連接到LDO。
　　

將J2120A的電壓調(diào)節(jié)到其目標(biāo)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(cè)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(cè)試的LDO輸出。
　　

監(jiān)視示波器上線噴射器的輸出電壓。執(zhí)行頻率掃描，并檢查是否達(dá)到了輸入電壓以及適當(dāng)?shù)姆逯档椒逯颠M(jìn)行測(cè)試。確保AC組件為200 MVPP或更低。
　　

請(qǐng)注意，PSRR的凈空與數(shù)據(jù)表中指定的輟學(xué)電壓參數(shù)（VDO）不同（見圖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(wěn)定的輸出。另一方面，輟學(xué)電壓（VDO）是LDOS數(shù)據(jù)表中定義的特定參數(shù)。
　　

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(diào)節(jié)輸出電壓。當(dāng)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(dǎo)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(zhǎng)DO輸入的DC偏移。資料來(lái)源：Renesas
　　

通過(guò)使用光標(biāo)來(lái)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)分析儀以每個(gè)所需頻率（1 kHz，100 kHz和1 MHz）測(cè)量PSRR。如圖13所示，添加更多光標(biāo)以測(cè)量峰值。
　　

捕獲每個(gè)測(cè)量條件的圖像。
　　

清晰準(zhǔn)確的PSRR測(cè)量
　　

該方法提供了一種使用Omicron Lab Bode 100和Picotest J2120A來(lái)測(cè)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(zhǔn)確PSRR測(cè)量對(duì)于驗(yàn)證LDO性能和確保強(qiáng)大的功率管理至關(guān)重要。
　　

隨附的數(shù)字是設(shè)置和解釋的寶貴參考，而嚴(yán)格遵守這些準(zhǔn)則可以增強(qiáng)測(cè)量可靠性。通過(guò)遵循此框架，工程師可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的PSRR評(píng)估，終有助于更高效，更可靠的電力管理解決方案。