PSRR如何影响低压差线性稳压器性能？

电源抑制比（PSRR, Power Supply Rejection Ratio）是衡量低压差线性稳压器（LDO）抑制输入电压纹波或噪声传递至输出端能力的关键指标。其数值越高（通常以dB表示），LDO对输入干扰的“隔离”效果越好。PSRR直接影响系统稳定性、信号完整性与整体性能，尤其在噪声敏感应用中至关重要。

1. PSRR的定义与频率依赖性

PSRR = 20 × log₁₀(VIN_ripple / VOUT_ripple) （单位：dB）

例如，60dB PSRR意味着输入1V纹波仅在输出产生1mV纹波。

然而，PSRR并非恒定值，而是随频率显著变化：

在低频（<1kHz），误差放大器增益高，PSRR可达70–90dB；

随频率升高，环路增益下降，PSRR迅速衰减；

在100kHz以上，多数LDO PSRR降至20–40dB，甚至更低。

2. 对噪声敏感电路的直接影响

在射频（RF）、高速ADC、精密传感器等系统中，微伏级电源噪声即可导致信噪比（SNR）下降、误码率上升或测量误差。若前级为开关稳压器（典型开关频率100kHz–2MHz），其输出纹波若未被充分抑制，将直接耦合至敏感负载。

✅ 示例：某5G射频前端要求电源噪声<10µV。若开关电源输出纹波为50mV@1MHz，LDO在此频率下PSRR需 ≥74dB（50mV/10µV=5000 → 20log₁₀(5000)≈74dB）。普通LDO难以满足，需选用高频PSRR优化型号（如TPS7A47）。

3. 输出电容与ESR对PSRR的影响

传统LDO依赖输出电容的等效串联电阻（ESR）引入零点以提升高频稳定性，但这也会影响PSRR曲线：

过低ESR（如陶瓷电容）可能导致高频PSRR恶化；

合理选择COUT类型与容值可改善特定频段PSRR。

现代“零ESR稳定”LDO通过内部补偿网络，在使用低ESR陶瓷电容时仍保持良好高频PSRR。

4. 压差与负载电流对PSRR的影响

压差越小（接近dropout电压），误差放大器驱动能力下降，PSRR降低；

轻载时，内部偏置电流减小，环路增益下降，PSRR变差；

重载时，导通管跨导增大，可能略微提升低频PSRR，但高频仍受限于带宽。

5. 设计优化策略

选择高频PSRR优异的LDO：关注数据手册中100kHz–10MHz范围的PSRR曲线；

采用多级滤波：在LDO前加RC或LC滤波器，预先衰减高频噪声；

合理布局：缩短输入路径，避免噪声耦合；

使用“DC-DC + LDO”架构：开关电源高效降压，LDO专注噪声抑制。

6. 实测验证的重要性

仿真与规格书仅提供参考。实际应用中，应使用示波器或频谱分析仪测量真实工作条件下的输出纹波，尤其在开关电源供电场景下。

总结：PSRR是LDO性能的核心维度之一，绝非仅看“典型值”即可。设计者必须结合系统噪声频谱、LDO PSRR频率响应及外围电路，进行综合评估。在高精度、高速或射频系统中，忽视PSRR可能导致整个系统性能不达标。