ANALOG/MIXEDSIGNAL
NOISE
36
- ELETTRONICAOGGI 435 - APRILE 2014
del convertitore si rallenta la risposta all’assorbimento
agradino, cosa chepotrebbe costituireunproblema in
presenza di assorbimento variabile. Inoltre una banda
limitata in frequenza peggiora la reiezione ai disturbi
sulla tensione di ingresso, specialmente quelli ad alta
frequenza.
Il ripplee i disturbi elettrici
I disturbi sono fluttuazioni più omeno casuali che con
opportuniaccorgimentipossonoessere fortementeatte-
nuati senondel tutto eliminati. Possono esseredi varia
natura, come le interferenze elettromagnetiche dovute
a campi radiati, accoppiamenti capacitivi e induttivi,
disturbi condotti sulle linee di alimentazione e sui piani
di massa. Generalmente questo tipo di disturbi può
essere minimizzato curando il layout del PCB oppure
ricorrendoaopportuni filtri.
Quelli che interessano ora sono i disturbi sull’alimenta-
zionee inparticolare il ripple; ilparametrodi riferimento
è la Power SupplyRejectionRatio (PSRR), che fornisce
unamisuradellavariazionedella tensionedi uscitaper
effettodi unavariazionedella tensionedi ingressoedè
definitacome:
Δ
V
IN
indica la variazione della tensione di ingresso e
Δ
V
OUT
la corrispondente variazione in uscita. La fun-
zione di trasferimento tra V
IN
e V
OUT
è nota anche
come audio susceptibility. Il PSRRdipendedadiversi
fattori, come la frequenza, lacorrente
di uscita e il dropout (V
IN
-V
OUT
). Per
minimizzare la sua influenza è neces-
sario comprendere quelle che sono
le modalità di propagazione verso
l’uscita. Sempre con riferimento alla
figura1, si comprendecome il contri-
butoprincipaleprovengadirettamen-
te dall’ingresso tramite il MOSFET Q_
PASS, ma esistono altri meccanismi
di propagazione; il generatore di ten-
sione di riferimento e l’amplificatore
d’errore. Il contributo dovuto alla
VREF può essereminimizzato filtran-
do opportunamente questa tensione,
come nel caso del rumore. Per l’am-
plificatore d’errore è necessario che
sia progettato per avere a sua volta
un elevato PSRR. Il ripple può essere visto come un
disturbo introdotto in uscita e dalla teoria dei sitemi
retroazionati sappiamo che viene ridottodi un fattore
pari al guadagno di anello (G
loop
):
Il comportamento in frequenza è determinato intera-
mentedall’andamento in frequenzadel guadagnod’a-
nello. In questo caso, per attenuare opportunamente
le componenti ad alta frequenza è necessario che il
regolatore siadotatodi unabanda lapiùampiapossi-
bile. Questo requisito è in contrasto con quanto visto
precedentemente per il rumore, che invece richie-
derebbe un basso guadagno alle alte frequenze. In
questi casi puòessereutile introdurreunofiltroattivo
tra V
IN
e il source di Q_PASS; questo accorgimento
comporta un incremento del minimo dropout del
convertitore. Il guadagnod’anelloèanche influenzato
significativamente dalle condizioni di polarizzazione
di Q_PASS. Corrente d’uscita e tensione ai capi di
Q_PASS influenzano il valore in continua della G
loop
,
ecco perché il PSRRdipende dal dropout e dalla cor-
rente di uscita. Maggiore è il dropout, maggiore sarà
il PSRR; stesso discorso per la corrente. La corrente
di uscita, ovvero il valore del carico, influisce anche
sulla risposta in frequenza. A correnti più alte corri-
sponde una banda più ampia.
Alle frequenze, cui corrisponde un guadagno d’a-
nello inferiore a 0dB, il ripple viene attenuato esclu-
Fig. 4–Densità spettraledi rumoredell’ADM7150per diversi valori di CBYP
