رفتن به مطلب

OPERATIONAL AMPLIFIERS : part 16 (Input to output phase shift)


ارسال های توصیه شده

In order to illustrate the phase shift from input to output of an operational amplifier (op-amp), the OPA227 was tested in our lab. The OPA227 was constructed in a typical non-inverting configuration.


برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.


OPA227 Non-inverting stage

The circuit configuration calls for a signal gain of ?34 V/V or ?50 dB. The input excitation at Vsrc was set to 10 mVp, and three frequencies of interest: 2.2 kHz, 22 kHz, and 220 MHz. The OPA227′s open loop gain and phase curve vs. frequency is shown in Figure
برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.
below.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.


AV and ? vs. Frequency plot

To help predict the closed loop phase shift from input to output, we can use the open loop gain and phase curve. Since the circuit configuration calls for a closed loop gain, or 1/?, of ?50 dB, the closed loop gain curve intersects the open loop gain curve at approximately 22 kHz. After this intersection, the closed loop gain curve rolls off at the typical 20 dB/decade for voltage feedback amplifiers, and follows the open loop gain curve.

What is actually at work here is the negative feedback from the closed loop modifies the open loop response. Closing the loop with negative feedback establishes a closed loop pole at 22 kHz. Much like the dominant pole in the open loop phase curve, we will expect phase shift in the closed loop response. How much phase shift will we see?

Since the new pole is now at 22 kHz, this is also the -3 dB point as the pole starts to roll off the closed loop again at 20 dB per decade as stated earlier. As with any pole in basic control theory, phase shift starts to occur one decade in frequency before the pole, and ends at 90o of phase shift one decade in frequency after the pole. So what does this predict for the closed loop response in our circuit?

This will predict phase shift starting at 2.2 kHz, with 45o of phase shift at the -3 dB point of 22 kHz, and finally ending with 90o of phase shift at 220 kHz. The three Figures shown below are oscilloscope captures at the frequencies of interest for our OPA227 circuit. Figure below is set for 2.2 kHz, and no noticeable phase shift is present. Figure below is set for 220 kHz, and ?45o of phase shift is recorded. Finally, Figure below is set for 220 MHz, and the expected ?90o of phase shift is recorded. The scope plots were captured using a LeCroy 44x Wavesurfer. The final scope plot used a x1 probe with the trigger set to HF reject.

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.


OPA227 Av=50dB @ 2.2 kHz

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.


OPA227 Av=50dB @ 22 kHz

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.


OPA227 Av=50dB @ 220 kHz

Wayne Little (June 2007): Author, “Input to output phase shift” subsection, in “Practical considerations” section.


لینک به دیدگاه

به گفتگو بپیوندید

هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از 75 اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به صورت لینک

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.

×
×
  • اضافه کردن...