【導讀】在電子設備中， 電源的穩定性很重要，電源對紋波噪聲的抑製能力也同樣重要。用來描述對電源紋波噪聲的抑製能力，通常用電源抑製比(Power Supply Rejection Ratio)來表征，它是衡量電源供應的穩定性和對幹擾的抑製能力的重要參數。是經常在電子放大器（特別是運算放大器 ）或穩壓器等規格書出現的參數。

在電子設備中， 電源的穩定性很重要，電源對紋波噪聲的抑製能力也同樣重要。用來描述對電源紋波噪聲的抑製能力，通常用電源抑製比(Power Supply Rejection Ratio)來表征
，它是衡量電源供應的穩定性和對幹擾的抑製能力的重要參數。是經常在電子放大器（特別是運算放大器 ）或穩壓器等規格書出現的參數。

電源抑製比（Power Supply Rejection Ratio）簡稱PSRR，它以電源輸入紋波和輸出紋波的對數比來計算
，單位為分貝（dB），其計算公式為:

其中Vripple（in）是輸入端的紋波，Vripple（out）是輸出端的紋波。絕大多數情況使用Vripple（in）/Vripple（out）來計算，此時PSRR為正值；如果使用Vripple（out）/Vripple（in）來計算，此時PSRR為負值。

從上麵的公式可以看出：

• 在相同的供電電路設計中，使用PSRR越大的器件，其電源輸出受到電源的影響越小；

• 在相同的電源輸入紋波條件下
  ，設計的電源電路PSRR越大，電源輸出端紋波就越小。

PSRR應用領域

PSRR在電源管理芯片（PMIC）中應用廣泛

，覆蓋包括電源穩壓器
、放大器等器件或電路的性能評估。尤其在當今典型的係統為處理器（如GPUs, SoCs, FPGAs）
、高速串行接口（如SerDes，PCIe，USB）、高速並行數據（如DDR、LPDDR、GDDR）以(yi)及(ji)多(duo)路(lu)電(dian)源(yuan)同(tong)時(shi)工(gong)作(zuo)的(de)需(xu)要(yao)穩(wen)定(ding)電(dian)源(yuan)供(gong)應(ying)且(qie)對(dui)電(dian)源(yuan)幹(gan)擾(rao)抑(yi)製(zhi)力(li)較(jiao)高(gao)的(de)低(di)壓(ya)供(gong)電(dian)場(chang)景(jing)中(zhong)，電(dian)源(yuan)軌(gui)上(shang)的(de)紋(wen)波(bo)噪(zao)聲(sheng)來(lai)自(zi)於(yu)電(dian)源(yuan)的(de)開(kai)關(guan)噪(zao)聲(sheng)和(he)諧(xie)波(bo)、數字信號串擾、時鍾耦合等諸多因素，由於係統對信號很敏感
，如果電源對紋波噪聲的抑製能力不夠
，會直接導致信號抖動、產生誤碼、影響係統穩定性並導致係統效率降低。

所有這一切使得預留給電源的紋波噪聲裕量越來越小，從而要求高精度的電源紋波噪聲抑製能力（PSRR）的測量。PSRR的測試已廣泛應用於精密工業
、汽車電子、醫療設備等行業中。

圖1. 低電壓應用場景

精密工業：在電源穩壓器尤其是在LDO電源電路設計與應用中
，對其PSRR性能的測試有助於為精密低壓差電源供應的電源穩定性提供評估參考。如下圖2展示的是一款用於數碼相機
、手機攝像頭、可穿戴設備等上的LDO芯片datasheet上列出的必要的PSRR項目指標：

圖2. LDO芯片PSRR項目（圖片來自TI）

汽車電子：在汽車電子係統中，車規級電源器件/係統的PSRR測量可以更大限度地幫助評估電子器件/設備在車規級供電要求的穩定及安全工作特性。

圖3. 車載電源係統

醫療設備：在醫療設備中，PSRRdeceliangkeyibangzhupinggudianyuanzaoshengduiyiliaoshebeijingduhewendingxingdeyingxiang，yizuidachengdujianshaodianyuanzaoshengzaochengdeganrao，quebaoyiliaoshebeidekekaoheanquanyishixianjingquededushuhezhenduan。

圖4. 醫療設備供電係統

PSRR測試應用

PSRR在電源管理芯片（PMIC）中應用廣泛
，覆蓋包括電源穩壓器、放大器等器件或電路的性能評估。尤其在當今典型的係統為處理器（如GPUs, SoCs, FPGAs）、高速串行接口（如SerDes，PCIe

，USB）
、高速並行數據（如DDR、LPDDR、GDDR）以(yi)及(ji)多(duo)路(lu)電(dian)源(yuan)同(tong)時(shi)工(gong)作(zuo)的(de)需(xu)要(yao)穩(wen)定(ding)電(dian)源(yuan)供(gong)應(ying)且(qie)對(dui)電(dian)源(yuan)幹(gan)擾(rao)抑(yi)製(zhi)力(li)較(jiao)高(gao)的(de)低(di)壓(ya)供(gong)電(dian)場(chang)景(jing)中(zhong)，電(dian)源(yuan)軌(gui)上(shang)的(de)紋(wen)波(bo)噪(zao)聲(sheng)來(lai)自(zi)於(yu)電(dian)源(yuan)的(de)開(kai)關(guan)噪(zao)聲(sheng)和(he)諧(xie)波(bo)、數字信號串擾

、時鍾耦合等諸多因素
，係統對信號很敏感
，如果電源對紋波噪聲的抑製能力不夠，會直接導致信號抖動

、產生誤碼、影響係統穩定性並導致係統效率降低。

需要關注的是在人工智能（AI）技術快速發展的今天，與之相關的電路/器件呈現極低的電壓供電趨勢
，測試其電源管理芯片的PSRR可直接評估電源對紋波噪聲的抑製能力，用於減少係統能量損耗
，提高係統性能和效率，並且有助於延長芯片的壽命。

下圖為一款用於人工智能（AI）的存儲器LPDDR
，其工作電壓已低至0.5V，預留給電源的紋波噪聲裕量越來越小。

圖5. 用於人工智能（AI）的存儲器LPDDR（圖片來源：SAMSUNG）

鑒於其低電壓的電源需求及高吞吐量的特性，如果要保障其持續運行在高算力的AI應用場景下，高穩定且對紋波噪聲高抑製能力的電源供應是必要的保障，如果電源紋波噪聲抑製能力不夠
，又會有什麼影響呢？

1)對芯片數據與算法的影響：電源微小的紋波噪聲可能導致芯片數據失真或芯片算法錯誤

，影響芯片算法的可靠性和準確性；

2)對功耗管理和能效優化的影響：芯片係統通常需要大量的計算資源，功耗管理和能效優化成為關鍵問題。紋波噪聲抑製力差直接影響電源的優化，降低係統的能效；

3)對射頻信號處理穩定性的影響：在處理射頻信號以實現通信或感知功能的應用中，電源紋波噪聲直接影響通信質量並可能導致感知錯誤。

圖6. 高性能芯片易受電源紋波噪聲的影響

PSRR該如何測量？

使用示波器對DUT電源輸入端與輸出端紋波做直接測試並繪製所需要的PSRR曲線即可。使用泰克Mainstream係列低本底噪聲及高分辨率的示波器係統做準確測試
，連接如下圖示：

圖7. PSRR測試連接示意圖

• 通過示波器的AFG注入特定掃頻信號至線性注入器後引入到DUT；

• 通過示波器係統分別測試DUT電源輸入端輸出端紋波；

• 通過示波器PSRR功能實現PSRR值的計算、數據記錄及曲線繪製

（來源：泰克科技）

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