開環(huán)增益與閉環(huán)增益定義
開環(huán)增益是開環(huán)(OPEN-LOOP)和增益〖gain〗的組合詞,指不帶反饋網(wǎng)絡(luò)時的狀態(tài)下在輸入功率相等的條件時,實際天線與理想的輻射單元在空間同一點處所產(chǎn)生的信號的功率密度之比。
開環(huán)增益是指當(dāng)放大器中沒有加入負(fù)反饋電路時的放大增益,加入負(fù)反饋后的增益稱為閉環(huán)增益。由于負(fù)反饋降低了放大器的放大能力,所以在同一系統(tǒng)中,閉環(huán)增益一定小于開環(huán)增益。在自動控制系統(tǒng)中,開環(huán)增益是指將開環(huán)傳遞函數(shù)寫為標(biāo)準(zhǔn)形式后,對應(yīng)的開環(huán)傳遞函數(shù)增益。
開環(huán)增益與閉環(huán)增益的公式說明
開環(huán)增益為輸出與凈輸入之比,閉環(huán)增益為輸出與輸入之比,具體分析如下:
輸入(Sin)到輸出(Sout)中間的信號分成兩個并聯(lián)支路,即基本放大電路和反饋電路,放大倍數(shù)分別為A和B。
基本放大電路的輸入部分是凈輸入(Sin‘),輸出Sout=A*Sin’(式1),它既是輸出信號,同時也是反饋電路的輸入信號。
反饋電路的輸出量是B*Sout(即B*A*Sin’,式2)。
這樣在輸入端的節(jié)點得到(式3):Sin‘=Sin-B*A*Sin‘(負(fù)反饋),或Sin‘=Sin+B*A*Sin’(正反饋)。
那么得到(式4):凈輸入Sin‘=1/(1+A*B)Sin(負(fù)反饋),或Sin’=1/(1-A*B)Sin(正反饋)。
結(jié)合式1與式4就得到了我們常見有反饋電路的標(biāo)準(zhǔn)形式:Sout=A/(1+A*B)Sin或Sout=A/(1-A*B)Sin。
開環(huán)增益就是這個標(biāo)準(zhǔn)形式中基本放大電路放大倍數(shù)A,也就是無反饋時的放大倍數(shù);閉環(huán)增益是由反饋時的放大倍數(shù)Sout/Sin,等于A/(1+A*B)或A/(1-A*B)。
開環(huán)增益與閉環(huán)增益的函數(shù)關(guān)系
開環(huán)傳遞函數(shù):在開環(huán)系統(tǒng)中系統(tǒng)輸出的拉氏變換與系統(tǒng)輸入的拉氏變換之比;
在閉環(huán)系統(tǒng)中是指主反饋通路輸出信號函數(shù)的拉氏變換與輸出信號函數(shù)的拉氏變換之比。
閉環(huán)傳遞函數(shù):輸出信號的拉氏變換比上輸入信號的拉氏變換。
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