Loop gain adalah istilah yang diterapkan pada gain dalam parameter ketika sebagian dari output perangkat di sirkuit atau sistem dikembalikan sebagai input ke perangkat. Ada sistem penguatan loop negatif dan positif. Mekanisme umpan balik ini penting sebagai teknik kontrol dalam kontrol proses kimia, jalur manufaktur, sirkuit elektronik, dan sistem biologis.
Dengkuran speaker saat mikrofon diarahkan ke mikrofon menggambarkan penguatan loop yang tidak terkendali. Mikrofon mengambil suara dari speaker dan mengirimkannya kembali ke amplifier, yang memperbesar suara dan mengirimkannya kembali ke speaker. Saat siklus berlanjut, sinyal lebih besar dari rentang input pengoperasian speaker, dan masalah suara yang mengganggu.
Dalam umpan balik negatif, informasi bergerak mundur. Aliran input tiba pada langkah pemrosesan, proses atau perubahan terjadi, dan parameter output diukur dan dibandingkan dengan setpoint, atau nilai yang diinginkan. Penyesuaian upstream dibuat, dan loop berulang. Ini adalah sistem umpan balik gain loop tertutup.
Umpan balik positif, juga disebut umpan-maju, terjadi ketika parameter aliran input diukur sebelum proses, dan pengontrol disesuaikan sebelum proses terjadi. Kedua sistem memiliki kelebihan dan biasanya digabungkan menggunakan pengontrol umpan balik untuk memasukkan informasi ke pengontrol umpan maju. Kontroler feed-forward memproses data ini dengan data parameter aliran input untuk melakukan penyesuaian.
Pemanasan aliran cairan ke suhu yang disetel dengan melewatkan cairan melalui penukar panas menunjukkan sistem kontrol gabungan ini. Suhu dan laju aliran cairan yang masuk dikirim ke pengontrol umpan-maju. Suhu hilir dikirim ke pengontrol umpan balik, yang membandingkannya dengan setpoint. Kontroler umpan-maju memodifikasi perubahan yang diperlukan oleh pengontrol umpan balik dengan informasi saat ini yang diterimanya. Dengan menggunakan sistem kontrol penguatan loop tertutup gabungan ini, perubahan suhu cairan yang dipanaskan dapat dihindari, dan proses yang tersisa berjalan lebih lancar.
Sistem kontrol umpan-maju/umpan balik gabungan dapat disebut buffer karena berfungsi untuk menjaga nilai output yang konstan. Op amp adalah perangkat elektronik yang melakukan hal yang sama. Ini menerima dua input dan memiliki satu output yang berjalan baik tinggi atau rendah, tergantung pada perbedaan input. Perancangan op amp tertentu menyebabkan salah satu nilai input menjadi terbalik atau berubah tanda, kemudian output tersebut dikirim kembali sebagai salah satu input. Tujuannya adalah untuk menyeimbangkan kedua input dengan nilai yang sama.
Penguatan loop terbuka mengacu pada mekanisme kontrol yang tidak menggunakan informasi proses apa pun untuk mengontrol perilaku sistem. Sebuah op amp dapat dicirikan sebagai perangkat gain loop terbuka, tetapi dimasukkan ke dalam sistem kontrol umpan balik yang lebih besar, yang tertutup. Ini berfungsi sebagai perangkat buffering di sirkuit.
Manufaktur menggunakan sistem umpan balik gain loop tertutup, meskipun seringkali melalui proses manual. Dasar pengendalian proses statistik adalah ekspresi lain dari sistem umpan balik. Sistem biologis menggunakan kontrol gain loop, dari kontrol respirasi seluler hingga keseimbangan seluruh ekosistem.