Le gain en boucle ouverte d’un amplificateur est le gain obtenu lorsqu’aucune rétroaction globale n’est utilisée dans le circuit. L’augmentation de la boucle ouverte dans certains amplificateurs peut être extrêmement élevée. Un amplificateur opérationnel idéal a un gain en boucle ouverte infini. En règle générale, un ampli opérationnel peut avoir un gain maximum en boucle ouverte d’environ 10 ^ {5}. La montée très élevée de la boucle de l’ampli-op permet d’appliquer une large gamme de niveaux de réaction pour atteindre les performances souhaitées.
Dans la théorie des systèmes électroniques et du contrôle, le gain de boucle est la somme du gain, exprimé sous forme de rapport ou en décibels, autour d’une boucle de rétroaction. Les boucles de rétroaction sont largement utilisées en électronique dans les amplificateurs et les oscillateurs et, en général, dans l’électronique de commande et les systèmes de commande électroniques pour contrôler les installations et équipements industriels. Le concept est également utilisé en biologie.
Dans une boucle de rétroaction, la sortie d’un appareil, d’un processus ou d’une usine est échantillonnée et appliquée pour modifier l’entrée afin de mieux contrôler la sortie. Le gain de boucle, ainsi que le concept associé de changement de phase de boucle, détermine le comportement de l’appareil et notamment si la sortie est stable ou instable, ce qui peut conduire à une oscillation. L’importance du gain de boucle en tant que paramètre pour caractériser les amplificateurs à rétroaction électronique a été reconnue pour la première fois par Heinrich Barkhausen en 1921 et a été développée par Hendrik Wade Bode et Harry Nyquist aux Bell Labs dans les années 1930.
Le signal d’entrée est appliqué à l’amplificateur de gain A en boucle ouverte et amplifiée. La sortie de l’amplificateur est appliquée à un réseau de gain de β et est faible depuis l’entrée de l’amplificateur. Le gain de boucle est calculé en imaginant que la boucle de rétroaction est rompue à un certain point, et en calculant le gain net, si un signal est appliqué. Le gain de boucle est le produit des gains de l’amplificateur et du réseau de rétroaction, -Ab. Le signe moins est dû au fait que le signal de retour est retiré de l’entrée.
Les gains A et b et donc le gain de boucle varient généralement avec la fréquence du signal d’entrée et sont généralement exprimés en angle d’itinérance ω en radians par seconde. Il est souvent affiché sous forme de graphique avec l’axe horizontal ω et le gain de l’axe vertical. Dans les amplificateurs, le gain de boucle est la différence entre la courbe de gain en boucle ouverte et la courbe de gain en boucle (en fait la courbe 1/b) sur une échelle dB.
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