Cambio de fase individual proporcionado por Op-Amp en configuración de circuito cerrado

Al comparar la entrada y la salida del amplificador operacional solo ( V id1- V id2 y Vo y no V suministro y Vo ) en una configuración de circuito cerrado, ¿el cambio de fase es solo de 90 grados? ¿Por qué es así? ¡Y la simulación muestra que es de 90 grados! La forma de onda blanca es la entrada del amplificador operacional (V-diff) y la forma de onda roja es la salida.

¿Significa que el amplificador operacional de circuito cerrado individualmente por sí solo da una diferencia de fase de solo 90 grados? De ser así, ¿qué parte del circuito externo da los 90 grados restantes para satisfacer el hecho experimental conocido de que el cambio de fase general en la configuración inversora de bucle cerrado es 180?ingrese la descripción de la imagen aquí

Y el diagrama del circuito de implementación:ingrese la descripción de la imagen aquí

Parece un error. ¿Qué es un XSC2?
XSC2 es el osciloscopio disponible en el software de simulación de National Instrument denominado Multisim.
La salida del osciloscopio es la captura de pantalla negra adjunta con la pregunta.
Estás midiendo el voltaje equivocado. La entrada a un amplificador inversor es el voltaje antes de Rf1. Esa es también la razón por la cual sus amplitudes son tan diferentes aunque tenga una ganancia de 1.
@JLo Quiero verificar el cambio de fase solo de la entrada y salida individual de los amplificadores operacionales
@G36 Si es así, ¿cómo es que todo el sistema de circuito cerrado da una salida con un cambio de fase de 180 grados (Vsuministro vs Vsalida)
1Khz se encuentra muy por encima de la frecuencia del polo dominante, busque aquí electronics.stackexchange.com/questions/161401/… en Open Loop Gain vs Phase
@ G36 Thx por la idea del rango de fase de bucle abierto... pero si comparamos el cambio de fase entre V1 (suministro) y Vo... ¡es de 180 grados! ¡Qué parte del circuito externo dio esa fase adicional de 90 grados aparte de op amperios cambio de 90 grados
V1 a Vo no es un cambio de fase de 180 grados. Es una inversión de señal. No hay 90 grados 'extra'. Cuanto antes deje de pensar en una inversión de señal como un cambio de fase de 180 grados, antes tendrá sentido para usted. El cambio de fase requiere componentes reactivos (condensadores e inductores) e implica que estas reactancias retrasan la señal para cambiar su fase en el tiempo. Un circuito opamp inversor simple no hace esto.
@brhans En el amplificador inversor de bucle abierto, ¿por qué este cambio de fase de 90 grados del amplificador operacional no se ve en la salida sino que solo se ve en el amplificador inversor de bucle cerrado? (hablando de Vid vs Vo en ambos casos)
La retroalimentación negativa se encarga de este cambio de fase. Es por eso que no lo vemos en la salida.
@ G36 Sí. Si ese es el caso, entonces en el amplificador inversor de bucle abierto ... debería mostrar un cambio de fase de 90 grados de la salida con respecto al concepto de polo dominado ... Pero simplemente invierten la entrada ... ¿qué pasó con características del cambio de fase 90 del amplificador operacional...
Simplemente trace |Vout| - |Vin| y verá la señal que está presente en la entrada opamp. Y verá que el opamp mismo a través de un bucle de retroalimentación corrige este cambio de fase. Puede reducir la frecuencia de la señal de entrada a 10 Hz y verá que el cambio de fase cambia a alrededor de 45 grados (el polo dominante dentro del opamp es de alrededor de 10 Hz)
Debería poder calcular esto a partir de la ganancia de bucle abierto y el producto GBW para el 741. Veo que la ganancia del alcance es 1Vp/1mVp=1e3 y f=1kHz, por lo que GBW=1e6 y la compensación interna suele ser de alrededor de 10Hz, por lo que sabemos que hace 2 décadas. LPF, ese retraso de fase es de 90 grados, por lo que la entrada en Vin (-) debe tener una ventaja de fase de 90 grados para dar una salida invertida con ganancia = 1. que da fase neta de ?? para que averigües +90 o -270?
@TonyStewart.EEsince'75 Solo soy estudiante de segundo año de Btech de EEE. ¿Puedes dejarlo más claro? Agradeciéndote.

Respuestas (2)

Un amplificador operacional en bucle abierto tiene una ganancia extremadamente alta y, debido a que la mayoría de los amplificadores operacionales tienen que ser estables cuando funcionan con ganancia unitaria (con retroalimentación negativa completa), tiene internamente lo que se conoce como "compensación" integrada en el amplificador. Para el LM324 es el componente dentro del cuadro rojo a continuación: -

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Cc no es muy grande (unos pocos pF) pero hace que la respuesta de bucle abierto parezca la obtenida de un integrador de amplificador operacional ideal. Cc es el componente dominante que afecta la ganancia que disminuye desde la ganancia de CC (de varios cientos de miles a un millón o más) a la unidad a una frecuencia de varios cientos de miles de kHz a un MHz o más. Una imagen decente de la respuesta de fase y ganancia de bucle abierto de otro amplificador operacional es esta del TL081: -

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Prácticamente por encima de una frecuencia de 10 Hz, tiene la característica caída de frecuencia de 6 dB/octava (o 20 dB/década) y cuando la frecuencia alcanza un poco más de 1 MHz, la ganancia ha caído "linealmente" a la unidad.

Esto es exactamente lo que obtendría de un integrador. Entonces, digamos que tenía un amplificador operacional perfecto y decidió hacer un amplificador operacional (o integrador) "imperfecto". Tendría una resistencia de entrada y un condensador de retroalimentación como este: -

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También se muestra una resistencia de retroalimentación (en paralelo con C) para que "modele" la magnitud de la ganancia de bucle abierto de CC (R2/R1). Entonces, desde DC hasta unos pocos Hz, los componentes dominantes son R1 y R2 pero, gradualmente, C comienza a tener más influencia y esto mueve el cambio de fase de cero a lo que esperaríamos de un integrador (90 grados).

Entonces, imagine que R2 era mucho, mucho más bajo (como para una resistencia de retroalimentación típica en un amplificador de circuito cerrado) y pregúntese a qué frecuencia el cambio de fase comienza a dirigirse hacia los 90 grados. Sería mucho, mucho más alto. En otras palabras, si R2 domina la impedancia de C (o Cc), entonces el cambio de fase es como se esperaría de una configuración de amplificador operacional inversor.

@VKJ: ¿está satisfecho con esta respuesta o necesita una aclaración de algo?

Aquí está la respuesta de bucle abierto

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Eso es lo que estaba midiendo su configuración de simulación.

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