环路增益

环路增益(loop gain)为电子学控制工程的名词,是指一反馈回路中的总增益,一般会以比例或是分贝表示。环路增益常用在放大器电子振荡器的线路中,后来更扩展到控制工厂及设备的工业控制系统中。环路增益的概念也用在生物学中。在反馈回路中,为了控制输出,会量测设备、程序的输出,取样后,再以此影响输入信号,使输出控制的更理想。环路增益和环路相位移决定了设备的特性,也决定输出是否稳定,或是不稳定(振荡)。海因里希·巴克豪森在1921年最早发现环路增益在电子反馈放大器特性分析中的重要性,后来在1930年代由贝尔实验室亨德里克·韦德·波德哈里·奈奎斯特继续发展。

反馈电子放大器的方块图

右图是有负反馈电子放大器的方块图。输入信号和一信号相减,送到开环增益A的放大器中,进行放大。放大器的输出送到增益为β的反馈回路中,再和放大器的输入信号相减,成为放大器的输入。环路增益可以先假设反馈回路先在某一点切断,再看给予一信号时的总增益。以右图为例,环路增益是二个增益的乘积−Aβ,负号的原因是因为输入信号是和反馈信号相减才送到放大器中。在放大器中,环路增益是以分贝表示的开环增益图及闭环增益图(1/β图)之间的差[1][2][3]

增益Aβ会随输出信号的频率而改变,因此环路增益也会随频率而变化,一般会表示为角频率ω(单位为弧度每秒)的函数。

在通讯上,环路增益可以指载波终端或是二线中继器上的可用功率增益。最大的可用增益是由闭回路的总损失决定,可用增益不能大于总损失。

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参考资料

  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. 

外部链接

  本条目引用的公有领域材料来自联邦总务署的文档《Federal Standard 1037C》MIL-STD-188英语MIL-STD-188提供支持)。