بهره حلقه

در نظریه الکترونیک و سامانه کنترل، بهرهٔ حلقه ( به انگلیسی: Loop gain ) مجموع بهره است که به صورت نسبت یا برحسب دسی بل، حول یک حلقه بازخورد بیان می شود. حلقه های بازخورد به طور گسترده ای در الکترونیک در تقویت کننده ها و نوسان سازها و به طور کلی در سامانه های کنترل صنعتی الکترونیکی و غیرالکترونیکی برای کنترل کارخانه و تجهیزات صنعتی استفاده می شود. این مفهوم در زیست شناسی نیز کاربرد دارد. در یک حلقه بازخورد، خروجی یک دستگاه، فرایند یا کارخانه نمونه برداری می شود و برای تغییر ورودی، برای کنترل بهتر خروجی اعمال می شود. بهره حلقه، همراه با مفهوم مربوط به جابه جایی فاز حلقه، رفتار دستگاه و به ویژه پایدار بودن یا ناپایدار بودن خروجی را تعیین می کند که می تواند منجر به نوسان شود. اهمیت بهره حلقه به عنوان پارامتری برای توصیف کردن تقویت کننده های بازخوردی الکترونیکی برای اولین بار توسط هاینریش بارک هاوزن در سال ۱۹۲۱ شناسایی شد و توسط هندریک وید بُد و هری نایکوئیست در آزمایشگاه های بل در دهه ۱۹۳۰ توسعه یافت.
یک نمودار بلوکی تقویت کننده الکترونیکی با بازخورد منفی در سمت راست نشان داده شده است. سیگنال ورودی با بهره حلقه - باز A به تقویت کننده اعمال می شود و تقویت می شود. خروجی تقویت کننده به یک شبکه فیدبک با بهره β اعمال می شود و از ورودی به تقویت کننده کم می شود. بهره حلقه با تصور شکسته شدن حلقه بازخورد در نقطه ای و محاسبه بهره این شبکه در صورت اعمال سیگنال محاسبه می شود. در نمودار نشان داده شده، بهره حلقه حاصل ضرب بهره های تقویت کننده و شبکه بازخورد، - Aβ است. علامت منفی به این دلیل است که سیگنال بازخورد از ورودی کم می شود.
بهره های A و β و درنتیجه بهره حلقه معمولاً با فرکانس سیگنال ورودی تغییر می کنند و بنابراین معمولاً به صورت توابعی از فرکانس زاویه ای ω برحسب رادیان بر ثانیه بیان می شوند. اغلب به صورت نموداری با فرکانس در محور افقی ω و بهره در محور عمودی نمایش داده می شود. در تقویت کننده ها، بهره حلقه تفاوت بین منحنی بهره حلقه - باز و منحنی بهره حلقه - بسته ( در واقع، منحنی ۱/β ) در مقیاس دسی بل است. [ ۱] [ ۲] [ ۳]