环路增益

环路增益(loop gain)為電子學控制工程的名詞,是指一反馈迴路中的總增益,一般會以比例或是分貝表示。环路增益常用在放大器电子振荡器的線路中,後來更擴展到控制工廠及設備的工業控制系統中。环路增益的概念也用在生物學中。在反馈迴路中,為了控制輸出,會量測設備、程序的輸出,取樣後,再以此影響輸入信號,使輸出控制的更理想。环路增益和环路相位移決定了設備的特性,也決定輸出是否穩定,或是不穩定(振荡)。海因里希·巴克豪森在1921年最早發現环路增益在電子反馈放大器特性分析中的重要性,後來在1930年代由贝尔实验室亨德里克·韋德·波德哈里·奈奎斯特繼續發展。

反馈電子放大器的方塊圖

右圖是有负反馈電子放大器的方塊圖。輸入信號和一信號相減,送到开环增益A的放大器中,進行放大。放大器的輸出送到增益為β的反馈迴路中,再和放大器的輸入信號相減,成為放大器的輸入。环路增益可以先假設反馈迴路先在某一點切斷,再看給予一信號時的總增益。以右圖為例,环路增益是二個增益的乘積−Aβ,負號的原因是因為輸入信號是和反馈信號相減才送到放大器中。在放大器中,环路增益是以分貝表示的开环增益圖及閉环增益圖(1/β圖)之間的差[1][2][3]

增益Aβ會隨輸出信號的頻率而改變,因此环路增益也會隨頻率而變化,一般會表示為角頻率ω(單位為弧度每秒)的函數。

在通訊上,环路增益可以指载波終端或是二線中继器上的可用功率增益。最大的可用增益是由閉迴路的總損失決定,可用增益不能大於總損失。

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參考資料编辑

  1. ^ TI Precision Labs - Op-amps - Stability 2 (PDF). (原始内容存档 (PDF)于2016-02-24). To find the magnitude of AolB, we can simply subtract 1/B from Aol. 
  2. ^ MT-033 TUTORIAL Voltage Feedback Op Amp Gain and Bandwidth (PDF). (原始内容存档 (PDF)于2016-03-04). The difference between the open-loop gain and the closed-loop gain is known as the loop gain 
  3. ^ Operational amplifier gain stability, Part 2:DC gain-error analysis (PDF). (原始内容存档 (PDF)于2016-03-04). ... shows the simplified open-loop gain ... along with the closed-loop gain ... The difference between these two curves is the loop gain, β×AOL. 

外部連結编辑

  本条目引用的公有领域材料来自General Services Administration的文档《Federal Standard 1037C》 (in support of MIL-STD-188)。