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Betriebsspannungsunterdrückung Die englisch Power Supply Rejection kurz PSR oder englisch Supply Voltage Rejection kurz

Betriebsspannungsunterdrückung

Die Betriebsspannungsunterdrückung (englisch Power Supply Rejection, kurz PSR oder englisch Supply Voltage Rejection, kurz SVR) in der Elektronik besagt, dass eine Beeinflussung der Ausgangsspannung eines Verstärkers durch die Betriebsspannung unterdrückt wird oder in welchem Umfang das möglich ist. Insbesondere wird der Begriff bei Operationsverstärkern verwendet. Die Einwirkung der Versorgungsspannung wird auch durch ihren Versorgungsspannungsdurchgriff angegeben.

Grundlagen Bearbeiten

Für den durch keine Störeinflüsse beeinträchtigten Operationsverstärker gilt die Gleichung

mit

Beim realen Operationsverstärker kommt der Einfluss einer Änderung der Betriebsspannung mit der Betriebsspannungsverstärkung hinzu:

Dabei besagt , in welchem Umfang sich ändert, wenn sich ändert.

Da die Betriebsspannungsverstärkung eine unerwünschte Eigenschaft ist, wird sie in Datenblättern nicht angegeben, sondern es wird angegeben, wie viel höher die Leerlaufspannungsverstärkung im Verhältnis zur Betriebsspannungsverstärkung ist durch die Betriebsspannungsunterdrückung

Dabei wird meistens statt der Betriebsspannungsunterdrückung ihr logarithmisches Betriebsspannungsunterdrückungs­maß in Dezibel angegeben:

Häufig wird die Abkürzung PSRR für englisch Power Supply Rejection Ratio oder SVRR für englisch Supply Voltage Rejection Ratio wie ein Formelzeichen gebraucht, dabei uneinheitlich entweder für das Verhältnis oder das logarithmierte Verhältnis .

Nach der Umrechnung

ist der zweite Summand in der Klammer die Offsetspannung oder im speziellen Zusammenhang hier ihr Anteil , der sich ergibt, wenn die Betriebsspannung driftet. Dabei ist und heißt Versorgungsspannungs­durchgriff oder Versorgungsspannungs­empfindlichkeit.

Ferner wird ein Unterdrückungsfaktor verwendet, der durch definiert ist und sich damit zu ergibt.

Entsprechend dem Merkmal der Versorgungsspannungsunterdrückung gibt es für Operationsverstärker auch das Merkmal der Gleichtaktunterdrückung (englisch Common-Mode Rejection, CMR).

Werte Bearbeiten

Der für jeden Operationsverstärker typische Wert zur Betriebsspannungsunterdrückung wird in seinem Datenblatt angegeben. Sowohl Werte PSRR < 80 dB als auch > 120 dB sind zu finden. Solche Angaben gibt es für unipolare wie für bipolare Ausführungen. In Ausnahmefällen sind für Bipolartypen getrennte Angaben vorhanden für die Änderung der positiven und der negativen Speisespannung.

Beispiel Bearbeiten

Bei einem Operationsverstärker mit einem PSRR von 100 dB, welcher in einer Schaltung mit einer Verstärkung des geschlossenen Kreises von 40 dB eingesetzt wird, darf sich die Speisespannung maximal um 1 V ändern, wenn die Abweichung trotz der Betriebsspannungsunterdrückung am Ausgang des Operationsverstärkers unter 1 mV bleiben soll.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. ↑ Erwin Böhmer: Elemente der angewandten Elektronik. 11. Auflage. Vieweg, 1998, Seite 158.
  2. Ulrich Tietze, Christoph Schenk: Halbleiter-Schaltungstechnik. 12. Auflage. Springer, 2002, Seite 54.
  3. Datenblatt OP07D, Seite 5. Abgerufen 8. März 2021
  4. Ron Mancini: Op Amps for Everyone. Design Reference. 2. Auflage. Elsevier, Oxford 2003, ISBN 0-7506-7701-5 (E-Book – Chapter 11: Understanding Op Amp Parameters).
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Veröffentlichungsdatum:
Die Betriebsspannungsunterdruckung englisch Power Supply Rejection kurz PSR oder englisch Supply Voltage Rejection kurz SVR in der Elektronik besagt dass eine Beeinflussung der Ausgangsspannung eines Verstarkers durch die Betriebsspannung unterdruckt wird oder in welchem Umfang das moglich ist Insbesondere wird der Begriff bei Operationsverstarkern verwendet Die Einwirkung der Versorgungsspannung wird auch durch ihren Versorgungsspannungsdurchgriff angegeben Inhaltsverzeichnis 1 Grundlagen 2 Werte 3 Beispiel 4 EinzelnachweiseGrundlagen BearbeitenFur den durch keine Storeinflusse beeintrachtigten Operationsverstarker gilt die Gleichung U a V 0 U d displaystyle U mathrm a V 0 U mathrm d nbsp mit der Eingangsdifferenzspannung U d displaystyle U mathrm d nbsp der Ausgangsspannung U a displaystyle U mathrm a nbsp der Leerlaufspannungsverstarkung V 0 displaystyle V 0 nbsp Beim realen Operationsverstarker kommt der Einfluss einer Anderung der Betriebsspannung U B displaystyle U mathrm B nbsp mit der Betriebsspannungsverstarkung V B displaystyle V mathrm B nbsp hinzu U a V 0 U d V B D U B displaystyle U mathrm a V 0 U mathrm d V mathrm B Delta U mathrm B nbsp Dabei besagt V B U a U B displaystyle V mathrm B frac partial U mathrm a partial U mathrm B nbsp in welchem Umfang sich U a displaystyle U mathrm a nbsp andert wenn sich U B displaystyle U mathrm B nbsp andert Da die Betriebsspannungsverstarkung eine unerwunschte Eigenschaft ist wird sie in Datenblattern nicht angegeben sondern es wird angegeben wie viel hoher die Leerlaufspannungsverstarkung im Verhaltnis zur Betriebsspannungsverstarkung ist durch die Betriebsspannungsunterdruckung 1 B V 0 V B displaystyle B frac V 0 V mathrm B nbsp Dabei wird meistens statt der Betriebsspannungsunterdruckung ihr logarithmisches Betriebsspannungsunterdruckungs mass in Dezibel angegeben Q V B 20 lg V 0 V B dB displaystyle Q mathrm V B 20 lg frac V 0 V mathrm B text dB nbsp Haufig wird die Abkurzung PSRR fur englisch Power Supply Rejection Ratio oder SVRR fur englisch Supply Voltage Rejection Ratio wie ein Formelzeichen gebraucht dabei uneinheitlich entweder fur das Verhaltnis B displaystyle B nbsp oder das logarithmierte Verhaltnis Q V B displaystyle Q mathrm V B nbsp Nach der Umrechnung U a V 0 U d V B D U B V 0 U d 1 B D U B displaystyle U mathrm a V 0 U mathrm d V mathrm B Delta U mathrm B V 0 U mathrm d frac 1 B Delta U mathrm B nbsp ist der zweite Summand in der Klammer die Offsetspannung U O S displaystyle U mathrm OS nbsp oder im speziellen Zusammenhang hier ihr Anteil U O S U B D U B displaystyle frac partial U mathrm OS partial U mathrm B Delta U mathrm B nbsp der sich ergibt wenn die Betriebsspannung driftet 2 Dabei ist U O S U B 1 B displaystyle frac partial U mathrm OS partial U mathrm B frac 1 B nbsp und heisst Versorgungsspannungs durchgriff 1 oder Versorgungsspannungs empfindlichkeit 3 Ferner wird ein Unterdruckungsfaktor K S V R displaystyle K mathrm SVR nbsp verwendet 4 der durch K S V R D U B D U O S displaystyle K mathrm SVR frac Delta U mathrm B Delta U mathrm OS nbsp definiert ist und sich damit zu K S V R B displaystyle K mathrm SVR B nbsp ergibt Entsprechend dem Merkmal der Versorgungsspannungsunterdruckung gibt es fur Operationsverstarker auch das Merkmal der Gleichtaktunterdruckung englisch Common Mode Rejection CMR Werte BearbeitenDer fur jeden Operationsverstarker typische Wert zur Betriebsspannungsunterdruckung wird in seinem Datenblatt angegeben Sowohl Werte PSRR lt 80 dB als auch gt 120 dB sind zu finden Solche Angaben gibt es fur unipolare wie fur bipolare Ausfuhrungen In Ausnahmefallen sind fur Bipolartypen getrennte Angaben vorhanden fur die Anderung der positiven und der negativen Speisespannung Beispiel BearbeitenBei einem Operationsverstarker mit einem PSRR von 100 dB welcher in einer Schaltung mit einer Verstarkung des geschlossenen Kreises von 40 dB eingesetzt wird darf sich die Speisespannung maximal um 1 V andern wenn die Abweichung trotz der Betriebsspannungsunterdruckung am Ausgang des Operationsverstarkers unter 1 mV bleiben soll Einzelnachweise Bearbeiten a b Erwin Bohmer Elemente der angewandten Elektronik 11 Auflage Vieweg 1998 Seite 158 Ulrich Tietze Christoph Schenk Halbleiter Schaltungstechnik 12 Auflage Springer 2002 Seite 54 Datenblatt OP07D Seite 5 Abgerufen 8 Marz 2021 Ron Mancini Op Amps for Everyone Design Reference 2 Auflage Elsevier Oxford 2003 ISBN 0 7506 7701 5 E Book Chapter 11 Understanding Op Amp Parameters Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Betriebsspannungsunterdruckung amp oldid 228016375