Индивидуальный фазовый сдвиг, обеспечиваемый операционным усилителем в конфигурации с замкнутым контуром

При сравнении входа и выхода только операционного усилителя ( V id1- V id2 и V o, а не V питания и V o) в конфигурации с замкнутым контуром фазовый сдвиг составляет всего 90 градусов? Почему это так? И моделирование показывает, что это 90 градусов! Белая форма волны - это вход операционного усилителя (V-diff), а красная форма волны - выход.

Означает ли это, что операционный усилитель с замкнутым контуром сам по себе дает разность фаз только 90 градусов? Если да, то какая часть внешней схемы дает оставшиеся 90 градусов, чтобы удовлетворить известному экспериментальному факту, что общий фазовый сдвиг в замкнутой инвертирующей конфигурации равен 180.введите описание изображения здесь

И принципиальная схема внедрения:введите описание изображения здесь

Похоже на ошибку. Что такое XSC2?
XSC2 - это осциллограф, доступный в программном обеспечении для моделирования National Instrument под названием Multisim.
Вывод осциллографа - это черный скриншот, прикрепленный к вопросу.
Вы измеряете неправильное напряжение. На вход инвертирующего усилителя подается напряжение перед Rf1. Это также причина того, почему ваши амплитуды так сильно различаются, хотя у вас есть усиление, равное 1.
@JLo Я хочу проверить фазовый сдвиг только отдельных входов и выходов операционных усилителей.
@ G36 Если да, то как вся система с замкнутым контуром дает выходной сигнал со сдвигом фазы на 180 градусов (Vsupply против Vout)
1 кГц лежит намного выше частоты доминирующего полюса, посмотрите здесь electronics.stackexchange.com/questions/161401/… в Open Loop Gain vs Phase
@ G36 Спасибо за идею фазового диапазона разомкнутого контура ... но если мы сравним фазовый сдвиг между V1 (питание) и Vo ... он составляет 180 градусов !! Какая часть внешней схемы дала эту дополнительную фазу на 90 градусов, кроме op ампер сдвиг 90 градусов
От V1 до Vo не сдвиг фазы на 180 градусов. Это инверсия сигнала. Нет никаких «лишних» 90 градусов. Чем раньше вы перестанете думать об инверсии сигнала как о фазовом сдвиге на 180 градусов, тем скорее это станет для вас понятным. Фазовый сдвиг требует реактивных компонентов (конденсаторов и катушек индуктивности) и подразумевает, что сигнал задерживается этими реактивными сопротивлениями, чтобы сдвинуть его фазу во времени. Простая схема инвертирующего операционного усилителя этого не делает.
@brhans В инвертирующем усилителе с разомкнутым контуром, почему этот фазовый сдвиг операционного усилителя на 90 градусов не виден на выходе, а виден только в инвертирующем усилителе с замкнутым контуром? (в обоих случаях речь идет о Vid и Vo)
Отрицательная обратная связь заботится об этом фазовом сдвиге. Именно поэтому мы не видим его на выходе.
@ G36 Да. Если это так, то в инвертирующем усилителе с разомкнутым контуром ... он должен показывать фазовый сдвиг на 90 градусов по отношению к концепции доминирующего полюса ... Но они просто инвертируют вход ... что случилось с характеристики 90 фазового сдвига ОУ...
Просто постройте |Vout| - |Вин| и вы увидите сигнал, который присутствует на входе операционного усилителя. И увидит, что сам операционный усилитель через ш контур обратной связи корректирует этот фазовый сдвиг. Вы можете снизить частоту входного сигнала до 10 Гц, и вы увидите, что фазовый сдвиг изменяется примерно до 45 градусов (доминирующий полюс внутри операционного усилителя составляет около 10 Гц).
Вы должны быть в состоянии понять это из коэффициента усиления разомкнутого контура и произведения GBW для 741. Я вижу усиление прицела составляет 1Vp/1mVp=1e3 и f=1 кГц, поэтому GBW=1e6, а внутренняя компенсация обычно составляет около 10 Гц, поэтому мы знаем, что прошло 2 десятилетия. ФНЧ с отставанием по фазе составляет 90 градусов, поэтому вход на Vin(-) должен опережать фазу на 90 градусов, чтобы получить инвертированный выходной сигнал с коэффициентом усиления =1. что дает чистую фазу ?? для вас, чтобы выяснить +90 или -270?
@TonyStewart.EEsince'75 Я учусь на втором курсе бакалавриата EEE. Не могли бы вы пояснить. благодарю вас.

Ответы (2)

Операционный усилитель с разомкнутым контуром имеет чрезвычайно высокий коэффициент усиления, и, поскольку большинство операционных усилителей должны быть стабильными при работе с единичным усилением (с полной отрицательной обратной связью), он имеет внутреннюю так называемую «компенсацию», встроенную в усилитель. Для LM324 это компонент внутри красной рамки ниже:

введите описание изображения здесь

Cc не очень велика (несколько пФ), но она делает отклик без обратной связи похожим на отклик, полученный от идеального интегратора операционного усилителя. Cc является доминирующей составляющей, которая влияет на усиление, уменьшающееся от усиления по постоянному току (несколько сотен тысяч до миллиона и более) до единицы на частоте от нескольких сотен тысяч кГц до МГц и более. Достойная картина коэффициента усиления и фазовой характеристики другого операционного усилителя с разомкнутым контуром — это от TL081:

введите описание изображения здесь

Практически выше частоты 10 Гц он имеет характерный спад частоты 6 дБ/октаву (или 20 дБ/декаду), и к тому времени, когда частота достигает немногим более 1 МГц, усиление «линейно» падает до единицы.

Это именно то, что вы получите от интегратора. Допустим, у вас есть идеальный операционный усилитель, и вы решили сделать «несовершенный» операционный усилитель (или интегратор). У вас будет входной резистор и конденсатор обратной связи, например:

введите описание изображения здесь

Также показан резистор обратной связи (параллельно C), так что он «моделирует» величину усиления по постоянному току без обратной связи (R2/R1). Таким образом, от постоянного тока до нескольких Гц доминирующими компонентами являются R1 и R2, но постепенно C начинает оказывать большее влияние, и это сдвигает фазовый сдвиг от нуля до того, что мы ожидаем от интегратора (90 градусов).

Итак, представьте, что R2 был намного, намного ниже (как для типичного резистора обратной связи в усилителе с обратной связью), и спросите себя, на какой частоте фазовый сдвиг начинает приближаться к 90 градусам. Было бы намного, намного выше. Другими словами, если R2 доминирует над импедансом C (или Cc), то фазовый сдвиг будет таким, как вы ожидаете от конфигурации инвертирующего операционного усилителя.

@VKJ - вы довольны этим ответом или вам нужно что-то уточнить?

Вот ответ открытого цикла

введите описание изображения здесь

Это то, что измеряла ваша установка моделирования.

Индивидуальный фазовый сдвиг, обеспечиваемый операционным усилителем в конфигурации с замкнутым контуром
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v