電源抑制比（Power Supply Rejection Ratio，簡(jiǎn)稱PSRR）是電子電路中一個(gè)非常重要的參數(shù)，尤其是在設(shè)計(jì)模擬電路和集成電路時(shí)，具有重要的意義。PSRR通常用于描述電路或元件對(duì)于電源電壓波動(dòng)的抗干擾能力。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，PSRR告訴我們電路在電源電壓發(fā)生波動(dòng)時(shí)，輸出信號(hào)受到的影響程度。在很多高精度應(yīng)用中，尤其是音頻、精密測(cè)量、射頻（RF）等領(lǐng)域，電源的干擾會(huì)直接影響系統(tǒng)的性能，因此電源抑制比成為了一個(gè)關(guān)鍵的性能指標(biāo)。

1. 電源抑制比的定義

電源抑制比（PSRR）是指一個(gè)電路對(duì)于輸入電源電壓變化的抑制能力，通常用單位“dB”來(lái)表示。具體來(lái)說(shuō)，PSRR表示電源電壓波動(dòng)對(duì)輸出信號(hào)的影響程度，計(jì)算公式如下：

$$ext{PSRR} = 20 cdot log_{10} left( frac{V_{ ext{in}}}{V_{ ext{out}}} ight)$$PSRR=20?log10(VoutVin)

其中：

• $V_{ ext{in}}$Vin 是電源電壓的波動(dòng)幅度。

• $V_{ ext{out}}$Vout 是電路輸出信號(hào)的波動(dòng)幅度。

PSRR越高，說(shuō)明電路能夠更好地抑制電源的波動(dòng)，輸出信號(hào)受到的干擾就越小。一般來(lái)說(shuō)，高PSRR的電路更加穩(wěn)定，尤其在電源噪聲較大或電源質(zhì)量不高的環(huán)境下，性能表現(xiàn)更好。

2. 電源抑制比的影響因素

電源抑制比受多種因素的影響，主要包括以下幾個(gè)方面：

2.1 電路的類型和工作原理

不同類型的電路在電源抑制方面的表現(xiàn)差異較大。比如，運(yùn)算放大器、低噪聲放大器等模擬電路，對(duì)電源抑制比的要求較高。而數(shù)字電路通常不那么敏感于電源噪聲的影響，因此其PSRR可能沒(méi)有模擬電路那么重要。

對(duì)于一些線性電路，尤其是具有高增益和高輸入阻抗的電路，其PSRR通常較高。而對(duì)于某些開(kāi)關(guān)電源或開(kāi)關(guān)模式電路，由于其工作方式的特殊性，可能出現(xiàn)較低的PSRR。

2.2 電源質(zhì)量

電源本身的質(zhì)量是影響PSRR的一個(gè)重要因素。電源電壓的穩(wěn)定性、噪聲水平等都直接影響到PSRR的值。如果電源的質(zhì)量較差，比如有大量的低頻或高頻噪聲，電路的輸出將會(huì)受到較大的影響，PSRR值較低。

2.3 電路的設(shè)計(jì)與布局

電路設(shè)計(jì)的優(yōu)劣、元件的選擇以及PCB布局都會(huì)影響電源抑制比。在設(shè)計(jì)模擬電路時(shí)，合理的布局設(shè)計(jì)能夠有效降低電源對(duì)輸出信號(hào)的干擾。比如，在電源輸入端和輸出端加入適當(dāng)?shù)娜ヱ铍娙?，能夠幫助濾除電源噪聲，從而提高PSRR。

2.4 工作頻率

PSRR的值通常會(huì)隨頻率變化。在低頻下，許多電路能夠提供較高的PSRR，但隨著頻率的增高，電源噪聲對(duì)電路的影響可能逐漸增加，從而使得PSRR降低。因此，在高頻應(yīng)用中，電源的質(zhì)量和電路的PSRR通常更加重要。

3. 電源抑制比的測(cè)量方法

電源抑制比的測(cè)量方法通常采用交流信號(hào)的方式來(lái)分析。在測(cè)量時(shí)，一般會(huì)在電源端施加一定頻率的擾動(dòng)信號(hào)，然后測(cè)量電路的輸出信號(hào)的變化情況。根據(jù)輸入擾動(dòng)和輸出變化的比值，即可計(jì)算出PSRR。

常用的測(cè)量方法包括：

3.1 單頻測(cè)試

在單頻測(cè)試中，通常會(huì)選擇一個(gè)特定頻率（如100Hz、1kHz、10kHz等）作為輸入擾動(dòng)信號(hào)的頻率，測(cè)量電源擾動(dòng)對(duì)輸出信號(hào)的影響。通過(guò)分析不同頻率下PSRR的變化，可以得出電路在不同頻率下的抑制能力。

3.2 寬頻帶測(cè)試

在寬頻帶測(cè)試中，會(huì)使用多種不同頻率的擾動(dòng)信號(hào)，測(cè)量電路在不同頻率下的PSRR。這種測(cè)試方法能夠全面了解電路對(duì)各種頻率電源噪聲的抑制能力，對(duì)于高頻和低頻噪聲的處理能力至關(guān)重要。

3.3 直流測(cè)試

有些情況下，PSRR的測(cè)量還可以通過(guò)直流信號(hào)來(lái)進(jìn)行，尤其是在一些需要高精度電源的應(yīng)用中，直流PSRR的測(cè)量可以更加真實(shí)地反映電路對(duì)于電源不穩(wěn)定性的響應(yīng)。

4. 電源抑制比的應(yīng)用

電源抑制比廣泛應(yīng)用于多種電子產(chǎn)品和系統(tǒng)中，尤其是在對(duì)信號(hào)精度要求較高的領(lǐng)域。

4.1 音頻放大器

音頻放大器通常需要非常高的PSRR值，以確保在電源不穩(wěn)定或有噪聲的情況下，輸出的音頻信號(hào)不受干擾。對(duì)于高保真音頻設(shè)備，如高端音響、耳機(jī)放大器等，PSRR是一個(gè)至關(guān)重要的參數(shù)。

4.2 精密儀器

許多精密測(cè)量?jī)x器，如示波器、信號(hào)發(fā)生器、頻譜分析儀等，對(duì)電源抑制有著嚴(yán)格的要求。電源的不穩(wěn)定會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此這些儀器通常設(shè)計(jì)有高PSRR的電源模塊。

4.3 無(wú)線通信

在無(wú)線通信設(shè)備中，尤其是射頻（RF）電路，電源的波動(dòng)會(huì)直接影響信號(hào)的質(zhì)量。因此，射頻放大器、調(diào)制解調(diào)器等無(wú)線通信設(shè)備必須具有良好的PSRR，以確保信號(hào)的穩(wěn)定性和清晰度。

4.4 醫(yī)療設(shè)備

醫(yī)療設(shè)備對(duì)信號(hào)的精度要求極高，因此對(duì)電源噪聲的抑制能力也有較高的要求。電源抑制比在醫(yī)療設(shè)備中的應(yīng)用，直接關(guān)系到設(shè)備的性能和測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

5. 提高電源抑制比的技術(shù)

為了提高電源抑制比，可以采取以下幾種技術(shù)手段：

5.1 去耦電容

在電路的電源輸入端和關(guān)鍵元件的電源端加入去耦電容，是提高PSRR最常見(jiàn)的一種方法。去耦電容可以濾除電源上的高頻噪聲，減少電源干擾對(duì)電路輸出的影響。

5.2 使用低噪聲電源

選用高質(zhì)量的低噪聲電源也是提高PSRR的一種有效方法。高質(zhì)量的電源能夠提供穩(wěn)定且噪聲低的電壓，從源頭上減少電源干擾。

5.3 差分設(shè)計(jì)

差分放大器和差分信號(hào)設(shè)計(jì)能夠有效地抑制電源噪聲，因?yàn)椴罘中盘?hào)的干擾通常是共模的，而差分電路能夠抑制這種共模干擾，提高PSRR。

5.4 電源隔離

在一些對(duì)電源噪聲非常敏感的電路中，采用電源隔離技術(shù)，例如使用隔離變壓器或光電隔離器，能夠有效地隔離電源噪聲，提升電路的抗干擾能力。

6. 電源抑制比的挑戰(zhàn)與發(fā)展趨勢(shì)

隨著電子設(shè)備的復(fù)雜度增加，尤其是在高速、高頻應(yīng)用中，電源噪聲的問(wèn)題變得越來(lái)越嚴(yán)峻。為了滿足高精度、高保真、高穩(wěn)定性的應(yīng)用需求，電源抑制比的發(fā)展成為了一個(gè)持續(xù)的挑戰(zhàn)。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，更多集成度更高、性能更優(yōu)的電源管理芯片應(yīng)運(yùn)而生，為提高PSRR提供了新的解決方案。

同時(shí)，隨著無(wú)線通信和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的不斷發(fā)展，電源抑制比的研究和優(yōu)化仍將是未來(lái)電子電路設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要方向。

7. 結(jié)論

電源抑制比是電子電路設(shè)計(jì)中不可忽視的關(guān)鍵參數(shù)之一。它直接關(guān)系到電路對(duì)于電源電壓波動(dòng)的抑制能力，影響著系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。在高精度應(yīng)用中，電源抑制比尤為重要。因此，在電路設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮多方面的因素，如電源質(zhì)量、電路設(shè)計(jì)、頻率響應(yīng)等，以實(shí)現(xiàn)高PSRR的設(shè)計(jì)目標(biāo)。