Power Supply Rejection Ratio 측정

목표

다상 벅 컨버터를 포함한 최신 파워 서플라이를 설계할 때에는 Power supply rejection ratio 또는 PSRR(Power Supply Ripple Rejection)을 측정해야 합니다. PSRR은 전원 공급 출력 안정성의 중요 지표이며, 입력 전압 변동이 출력 전압 안정성에 미치는 영향에 대한 정보를 제공합니다.

로데슈바르즈 솔루션

R&S®MXO-K36 Frequency Response Analysis(Bode plot) 옵션을 적용한 오실로스코프를 이용하여 Low frequency response를 쉽고 빠르게 분석할 수 있습니다. 패시브 필터, 증폭기 회로를 포함한 다양한 전자장치의 주파수 응답을 특성분석합니다. 스위치 모드 전원공급장치의 Control loop response와 Power supply rejection ratio를 측정합니다. R&S®MXO-K36 옵션은 내장된 파형 발생기를 사용하여 10 MHz ~ 100 MHz의 자극 신호를 생성합니다. 오실로스코프는 각 테스트 주파수에서 DUT 출력 신호 대 자극 신호의 비를 측정하여 위상 선형성을 유지하면서 게인의 로그 도표를 그립니다.

R&S®MXO-K36 옵션을 사용하면 Power supply rejection ratio를 측정하고 레귤레이터 시스템에서 조정된 출력으로의 전환을 특성분석할 수 있습니다.

측정 셋업

PSRR은 공급 전압에 정현파 리플을 적용하고 레귤레이터 입력에서 출력으로의 게인을 리플 전압 주파수 함수로 측정하여 분석합니다.

Picotest J2120A와 같은 라인 주입 변환기는 주입된 신호의 격리를 보장하고 DC 바이어스의 유도를 방지합니다.

프로빙

PSRR을 정확히 측정하기 위해서는 양호한 프로브가 중요합니다. peak-to-peak Vout 신호 진폭은 테스트하는 DC-to-DC 컨버터의 높은 제거비로 인해 매우 작을 수 있습니다. 이보다 높은 다이내믹 레인지의 프로브가 필요합니다.

대부분의 오실로스코프에는 일반적으로 10:1 패시브 프로브가 탑재되어 있지만 출력 신호의 1:1 패시브 프로브는 다이내믹 레인지를 개선하는 동시에 측정 시스템의 내재 노이즈를 크게 줄여줍니다. 로데슈바르즈는 38 MHz 대역폭의 R&S®RT-ZP1X 1:1 Passive Probe를 권장합니다.

프로브 접지 연결의 길이를 줄이면 접지 루프 인덕턴스가 최소화됩니다. 표준 프로브 접지 리드는 안테나로 작동할 수 있으며 불요 스위칭 노이즈를 증폭합니다. 접지 포스트가 Vin 및 Vout 테스트 포인트가 인접한 경우 긴 접지 리드를 사용하지 마십시오. R&S®RT-ZP1X Probe에 접지 스프링을 사용하여 접지 연결을 줄이면 측정 시 양호한 저노이즈 접지를 구축할 수 있습니다.

기기 셋업

오실로스코프를 테스트 회로에 연결한 후에는 측정을 쉽게 시작할 수 있습니다.

• 10Hz ~ 100 MHz 범위에서 시작 및 정지 주파수를 설정하고 발생기 출력 레벨을 정합니다.
• 획득 분해능을 개선 및 수정하기 위한 데케이드당 포인트 수를 설정합니다. 이 오실로스코프는 데케이드당 최대 500 포인트를 지원합니다.
• 발생기 출력 진폭(최대 100 스텝)을 프로파일링하여 테스트 대상 회로의 노이즈 동작을 억제합니다.
• Run을 눌러 측정을 시작합니다. 측정 결과가 주파수 대비 게인의 도표로 그려집니다. 필요한 포인트에 마커를 설정합니다.

측정 결과

적용된 리플 전압에 대한 레귤레이터 시스템 전환 함수가 주파수 대비 게인의 다이어그램으로 표시됩니다. 추가 툴을 사용하면 자세한 PSRR 분석이 가능하며 개별 위치에서 이동 가능한 마커로 측정된 트레이스를 추적할 수 있습니다.

표에 마커 좌표가 표시됩니다.

측정 결과표에 각 측정 포인트(주파수, 게인)에 대한 자세한 정보가 표시됩니다. 마커를 사용하는 경우 결과 표의 관련 행이 강조 표시됩니다.

요약

오실로스코프는 엔지니어가 다상 벅 컨버터와 같은 파워 서플라이 설계를 테스트 및 특성 분석하기 위해 사용하는 기본 측정 장비입니다. R&S®MXO-K36 Frequency Response Analysis(Bode plot) 옵션은 Power supply rejection ratio와 같은 파라미터를 분석하는 데 적합합니다.