Sistem Kontrol Umpan Balik (feedback)
Dalam Sistem Umpan Balik, semua atau sebagian dari sinyal output baik positif atau negatif diumpankan kembali ke input. Sistem umpan balik memproses sinyal dan karenanya merupakan pemroses sinyal. Bagian pemrosesan dari sistem umpan balik dapat berupa listrik atau elektronik, mulai dari rangkaian yang sangat sederhana hingga yang sangat kompleks.
Rangkaian kontrol umpan balik analog sederhana dapat dibangun menggunakan komponen individual atau diskrit, seperti Transistor, Resistor, dan Kapasitor, dll., Atau dengan menggunakan rangkaian (IC - Integrated Circuit) berbasis mikroprosesor dan terintegrasi untuk membentuk sistem umpan balik digital yang lebih kompleks.
Seperti yang telah kita lihat sebelumnya, Sistem Kontrol Loop Terbuka, ujung terbuka, dan tidak ada upaya yang dilakukan untuk mengkompensasi perubahan dalam kondisi rangkaian atau perubahan kondisi beban karena variasi dalam parameter rangkaian, seperti gain dan stabilitas, suhu, tegangan supply variasi dan/atau gangguan eksternal. Tetapi efek dari variasi "loop terbuka" ini dapat dihilangkan atau setidaknya dikurangi dengan diperkenalkannya Umpan Balik (feedback).
Sistem umpan balik adalah sistem di mana sinyal output ditandai dan kemudian diumpankan kembali ke input untuk membentuk sinyal kesalahan yang menggerakkan sistem. Dalam tutorial sebelumnya tentang Sistem Kontrol Loop Tertutup, kami melihat bahwa secara umum, umpan balik terdiri dari sub-rangkaian yang memungkinkan sebagian kecil dari sinyal output dari sistem untuk memodifikasi sinyal input efektif sedemikian rupa sehingga menghasilkan respons yang dapat berbeda secara substansial dari respons yang dihasilkan tanpa adanya umpan balik tersebut.
Sistem Umpan Balik sangat berguna dan banyak digunakan dalam rangkaian Penguat (amplifier), Osilator, Sistem kontrol proses, serta jenis sistem elektronik lainnya. Tetapi agar umpan balik menjadi alat yang efektif, umpan balik harus dikontrol karena sistem yang tidak terkontrol akan berosilasi atau gagal berfungsi. Model dasar dari sistem umpan balik diberikan sebagai:
Loop umpan balik dasar penginderaan/sensor, pengendalian, dan aktuasi ini adalah konsep utama di balik sistem kontrol umpan balik dan ada beberapa alasan mengapa umpan balik diterapkan dan digunakan dalam rangkaian elektronik:
Namun, dalam sistem elektronik dan kontrol untuk banyak pujian dan umpan balik positif dapat meningkatkan gain sistem terlalu banyak yang akan menimbulkan respons rangkaian osilasi karena meningkatkan besarnya sinyal input yang efektif.
Contoh sistem umpan balik positif dapat berupa Penguat (amplifier) Elektronik berdasarkan Penguat Operasional (Op-amp) seperti yang ditunjukkan.
Kontrol umpan balik positif dari Op-amp dicapai dengan menerapkan sebagian kecil dari sinyal tegangan output pada Vout kembali ke non-inverting ( + ) terminal input melalui resistor umpan balik, RF. Jika tegangan input Vin positif, Op-amp menguatkan sinyal positif ini dan hasilnya menjadi lebih positif. Beberapa tegangan output ini dikembalikan ke input oleh jaringan umpan balik.
Dengan demikian tegangan input menjadi lebih positif, menyebabkan tegangan output yang lebih besar dan seterusnya. Akhirnya output menjadi jenuh pada rel supply positif. Demikian juga, jika tegangan input Vin negatif, kebalikannya terjadi dan Op-amp jenuh pada rel supply negatifnya. Kemudian kita dapat melihat bahwa umpan balik positif tidak memungkinkan rangkaian berfungsi sebagai penguat karena tegangan output cepat jenuh ke satu rel supply atau yang lain, karena dengan loop umpan balik positif "lebih banyak mengarah ke lebih banyak" dan "lebih sedikit mengarah ke lebih sedikit".
Kemudian jika gain loop positif untuk setiap sistem, fungsi transfernya adalah: Av = G/(1 - GH). Perhatikan bahwa jika GH = 1 sistem memperoleh Av = tak terhingga dan rangkaian akan mulai berosilasi sendiri, setelah itu tidak ada sinyal input yang diperlukan untuk mempertahankan osilasi, yang berguna jika Anda ingin membuat osilator.
Meskipun sering dianggap tidak diinginkan, perilaku ini digunakan dalam elektronik untuk mendapatkan respons switching yang sangat cepat terhadap suatu kondisi atau sinyal. Salah satu contoh penggunaan umpan balik positif adalah histerisis di mana perangkat logika atau sistem mempertahankan keadaan tertentu sampai beberapa input melewati ambang batas yang telah ditetapkan. Jenis perilaku ini disebut "bi-stabil" dan sering dikaitkan dengan gerbang logika dan perangkat switching digital seperti Multivibrator.
Kita telah melihat bahwa umpan balik positif atau regeneratif meningkatkan perolehan dan kemungkinan ketidakstabilan dalam suatu sistem yang dapat mengarah pada osilasi-mandiri dan oleh karena itu, umpan balik positif banyak digunakan dalam rangkaian osilasi seperti Osilator dan rangkaian Timing.
Karena umpan balik negatif menghasilkan respons rangkaian yang stabil, meningkatkan stabilitas, dan meningkatkan bandwidth operasi sistem yang diberikan, sebagian besar dari semua sistem kontrol dan umpan balik bersifat degeneratif sehingga mengurangi efek dari perolehan.
Contoh dari sistem umpan balik negatif adalah penguat elektronik berdasarkan Op-amp seperti yang ditunjukkan.
Kontrol umpan balik negatif dari penguat dicapai dengan menerapkan sebagian kecil dari sinyal tegangan output pada Vout kembali ke terminal input pembalik ( - ) melalui resistor umpan balik, Rf.
Jika tegangan input Vin positif, Op-amp memperkuat sinyal positif ini, tetapi karena terhubung ke input pembalik Op-amp, dan output menjadi lebih negatif. Beberapa tegangan output ini dikembalikan ke input oleh jaringan umpan balik Rf. Dengan demikian tegangan input dikurangi oleh sinyal umpan balik negatif, menyebabkan tegangan output yang lebih kecil dan seterusnya. Akhirnya output akan menetap dan menjadi stabil pada nilai yang ditentukan oleh rasio gain Rf ÷ Rin.
Juga, jika tegangan input Vin negatif, kebalikannya terjadi dan output Op-amp menjadi positif (terbalik) yang menambah sinyal input negatif. Kemudian kita dapat melihat bahwa umpan balik negatif memungkinkan rangkaian berfungsi sebagai penguat, selama output berada dalam batas saturasi.
Jadi kita dapat melihat bahwa tegangan output distabilkan dan dikendalikan oleh umpan balik, karena dengan loop umpan balik negatif "lebih banyak mengarah ke lebih sedikit" dan "lebih sedikit mengarah ke lebih banyak". Kemudian jika gain loop positif untuk sistem apa pun, fungsi transfernya adalah: Av = G/(1 + GH).
Penggunaan umpan balik negatif dalam sistem penguat dan kontrol proses tersebar luas karena biasanya sistem umpan balik negatif lebih stabil daripada sistem umpan balik positif, dan sistem umpan balik negatif dikatakan stabil jika tidak terombang-ambing dengan sendirinya pada frekuensi apa pun kecuali untuk kondisi rangkaian yang diberikan.
Keuntungan lain adalah umpan balik negatif juga membuat sistem kontrol lebih kebal terhadap variasi acak dalam nilai komponen dan input. Tentu saja tidak ada yang bebas, jadi itu harus digunakan dengan hati-hati karena umpan balik negatif secara signifikan mengubah karakteristik operasi sistem yang diberikan.
Berdasarkan kuantitas input yang sedang diamplifikasi, dan pada kondisi output yang diinginkan, variabel input dan output dapat dimodelkan sebagai tegangan atau arus. Akibatnya, ada empat klasifikasi dasar sistem umpan balik satu-loop di mana sinyal output diumpankan kembali ke input dan ini adalah:
Untuk koneksi seri-shunt, konfigurasi didefinisikan sebagai tegangan output, Vout ke tegangan input, Vin. Sebagian besar rangkaian Penguat Operasional (Op-amp) inverting dan Penguat Operasional (Op-amp) non-inverting beroperasi dengan umpan balik seri-shunt menghasilkan apa yang dikenal sebagai "penguat tegangan". Sebagai penguat tegangan resistansi input ideal, Rin sangat besar, dan resistansi output ideal, Rout sangat kecil.
Kemudian "konfigurasi umpan balik seri-shunt" berfungsi sebagai penguat tegangan sejati karena sinyal input adalah tegangan dan sinyal output adalah tegangan, sehingga gain transfer diberikan sebagai: Av = Vout ÷ Vin. Perhatikan bahwa kuantitas ini tidak berdimensi karena unitnya adalah volt/volt.
Untuk koneksi shunt-seri, konfigurasi didefinisikan sebagai arus output, sesuai dengan arus input, Iin. Dalam konfigurasi umpan balik seri-shunt, sinyal umpan balik paralel dengan sinyal input dan dengan demikian arusnya, bukan tegangan yang ditambahkan.
Koneksi umpan balik paralel shunt ini biasanya tidak akan mempengaruhi gain tegangan sistem, karena untuk output tegangan diperlukan input tegangan. Juga, koneksi seri pada output meningkatkan resistansi output, Rout sedangkan koneksi shunt pada input mengurangi resistansi input, Rin.
Kemudian "konfigurasi umpan balik shunt-seri" berfungsi sebagai penguat arus nyata karena sinyal input adalah arus dan sinyal output adalah arus, sehingga gain transfer diberikan sebagai: Ai = Iout ÷ Iin. Perhatikan bahwa kuantitas ini tidak berdimensi karena unitnya adalah ampere/ampere.
Untuk koneksi seri-seri, konfigurasi didefinisikan sebagai arus output, seperti tegangan input, Vin. Karena arus output, Iout dari koneksi seri diumpankan kembali sebagai tegangan, ini meningkatkan baik impedansi input dan output sistem. Oleh karena itu, rangkaian berfungsi paling baik sebagai penguat transkonduktansi dengan resistansi input ideal, Rin menjadi sangat besar, dan resistansi output ideal, Rout juga sangat besar.
Kemudian "konfigurasi umpan balik seri-seri" berfungsi sebagai sistem penguat tipe transkonduktansi karena sinyal input adalah tegangan dan sinyal output adalah arus. kemudian untuk rangkaian umpan balik seri-seri, gain transfer diberikan sebagai: Gm = Iout ÷ Vin.
Untuk koneksi shunt-shunt, konfigurasi didefinisikan sebagai tegangan output, Vout ke arus input, Iin. Karena tegangan output diumpankan kembali sebagai arus ke port input yang digerakkan oleh arus, koneksi shunt pada terminal input dan output mengurangi impedansi input dan output. oleh karena itu sistem bekerja paling baik sebagai sistem transresistansi dengan resistansi input ideal, Rin sangat kecil, dan resistansi output ideal, Rout juga menjadi sangat kecil.
Kemudian konfigurasi tegangan shunt berfungsi sebagai penguat tegangan tipe transresistansi karena sinyal input adalah arus dan sinyal output adalah tegangan, sehingga gain transfer diberikan sebagai: Rm = Vout ÷ Iin.
Umpan balik akan selalu mengubah kinerja suatu sistem dan pengaturan umpan balik dapat berupa sistem umpan balik tipe positif (regeneratif) atau negatif (degeneratif). Jika loop umpan balik di sekitar sistem menghasilkan loop-gain yang negatif, umpan balik dikatakan negatif atau degeneratif dengan efek utama umpan balik negatif adalah dalam mengurangi gain sistem.
Namun jika gain di sekitar loop positif, sistem dikatakan memiliki umpan balik positif atau umpan balik regeneratif. Efek umpan balik positif adalah untuk meningkatkan gain yang dapat menyebabkan sistem menjadi tidak stabil dan terombang-ambing terutama jika GH = -1.
Kami juga telah melihat bahwa diagram blok dapat digunakan untuk menunjukkan berbagai jenis sistem umpan balik. Dalam diagram blok di atas, variabel input dan output dapat dimodelkan sebagai tegangan atau arus dan dengan demikian ada empat kombinasi input dan output yang mewakili kemungkinan jenis umpan balik, yaitu: Umpan Balik Tegangan Seri, Umpan Balik Tegangan Shunt, Umpan Balik Arus Seri dan Umpan Balik Arus Shunt.
Nama-nama untuk berbagai jenis sistem umpan balik ini berasal dari cara jaringan umpan balik menghubungkan antara tahap input dan output baik secara paralel (shunt) atau seri.
Dalam tutorial selanjutnya tentang Sistem Elektronik, kita akan melihat efek dari Umpan Balik Negatif pada suatu sistem dan melihat bagaimana itu dapat digunakan untuk meningkatkan stabilitas sistem kontrol.
Rangkaian kontrol umpan balik analog sederhana dapat dibangun menggunakan komponen individual atau diskrit, seperti Transistor, Resistor, dan Kapasitor, dll., Atau dengan menggunakan rangkaian (IC - Integrated Circuit) berbasis mikroprosesor dan terintegrasi untuk membentuk sistem umpan balik digital yang lebih kompleks.
Seperti yang telah kita lihat sebelumnya, Sistem Kontrol Loop Terbuka, ujung terbuka, dan tidak ada upaya yang dilakukan untuk mengkompensasi perubahan dalam kondisi rangkaian atau perubahan kondisi beban karena variasi dalam parameter rangkaian, seperti gain dan stabilitas, suhu, tegangan supply variasi dan/atau gangguan eksternal. Tetapi efek dari variasi "loop terbuka" ini dapat dihilangkan atau setidaknya dikurangi dengan diperkenalkannya Umpan Balik (feedback).
Sistem umpan balik adalah sistem di mana sinyal output ditandai dan kemudian diumpankan kembali ke input untuk membentuk sinyal kesalahan yang menggerakkan sistem. Dalam tutorial sebelumnya tentang Sistem Kontrol Loop Tertutup, kami melihat bahwa secara umum, umpan balik terdiri dari sub-rangkaian yang memungkinkan sebagian kecil dari sinyal output dari sistem untuk memodifikasi sinyal input efektif sedemikian rupa sehingga menghasilkan respons yang dapat berbeda secara substansial dari respons yang dihasilkan tanpa adanya umpan balik tersebut.
Sistem Umpan Balik sangat berguna dan banyak digunakan dalam rangkaian Penguat (amplifier), Osilator, Sistem kontrol proses, serta jenis sistem elektronik lainnya. Tetapi agar umpan balik menjadi alat yang efektif, umpan balik harus dikontrol karena sistem yang tidak terkontrol akan berosilasi atau gagal berfungsi. Model dasar dari sistem umpan balik diberikan sebagai:
Blok Diagram Sistem Kontrol Umpan Balik
Loop umpan balik dasar penginderaan/sensor, pengendalian, dan aktuasi ini adalah konsep utama di balik sistem kontrol umpan balik dan ada beberapa alasan mengapa umpan balik diterapkan dan digunakan dalam rangkaian elektronik:
- Karakteristik rangkaian seperti gain dan respons sistem dapat dikontrol dengan tepat.
- Karakteristik rangkaian dapat dibuat independen dari kondisi operasi seperti tegangan supply atau variasi suhu.
- Distorsi sinyal karena sifat non-linier dari komponen yang digunakan dapat sangat dikurangi.
- Respons Frekuensi, Gain, dan Bandwidth dari rangkaian atau sistem dapat dengan mudah dikontrol dalam batas yang ketat.
Sistem Umpan Balik Positif
Dalam “sistem kontrol umpan balik positif”, titik setel dan nilai output ditambahkan bersama oleh pengontrol karena umpan baliknya “in-phase” dengan input. Efek dari umpan balik positif (atau regeneratif) adalah untuk "meningkatkan" perolehan sistem, yaitu, gain keseluruhan dengan umpan balik positif yang diterapkan akan lebih besar daripada gain tanpa umpan balik. Misalnya, jika seseorang memuji Anda atau memberi Anda umpan balik positif tentang sesuatu, Anda merasa bahagia tentang diri sendiri dan penuh energi, Anda merasa lebih positif.Namun, dalam sistem elektronik dan kontrol untuk banyak pujian dan umpan balik positif dapat meningkatkan gain sistem terlalu banyak yang akan menimbulkan respons rangkaian osilasi karena meningkatkan besarnya sinyal input yang efektif.
Contoh sistem umpan balik positif dapat berupa Penguat (amplifier) Elektronik berdasarkan Penguat Operasional (Op-amp) seperti yang ditunjukkan.
Rangkaian Sistem Umpan Balik (feedback) Positif
Kontrol umpan balik positif dari Op-amp dicapai dengan menerapkan sebagian kecil dari sinyal tegangan output pada Vout kembali ke non-inverting ( + ) terminal input melalui resistor umpan balik, RF. Jika tegangan input Vin positif, Op-amp menguatkan sinyal positif ini dan hasilnya menjadi lebih positif. Beberapa tegangan output ini dikembalikan ke input oleh jaringan umpan balik.
Dengan demikian tegangan input menjadi lebih positif, menyebabkan tegangan output yang lebih besar dan seterusnya. Akhirnya output menjadi jenuh pada rel supply positif. Demikian juga, jika tegangan input Vin negatif, kebalikannya terjadi dan Op-amp jenuh pada rel supply negatifnya. Kemudian kita dapat melihat bahwa umpan balik positif tidak memungkinkan rangkaian berfungsi sebagai penguat karena tegangan output cepat jenuh ke satu rel supply atau yang lain, karena dengan loop umpan balik positif "lebih banyak mengarah ke lebih banyak" dan "lebih sedikit mengarah ke lebih sedikit".
Kemudian jika gain loop positif untuk setiap sistem, fungsi transfernya adalah: Av = G/(1 - GH). Perhatikan bahwa jika GH = 1 sistem memperoleh Av = tak terhingga dan rangkaian akan mulai berosilasi sendiri, setelah itu tidak ada sinyal input yang diperlukan untuk mempertahankan osilasi, yang berguna jika Anda ingin membuat osilator.
Meskipun sering dianggap tidak diinginkan, perilaku ini digunakan dalam elektronik untuk mendapatkan respons switching yang sangat cepat terhadap suatu kondisi atau sinyal. Salah satu contoh penggunaan umpan balik positif adalah histerisis di mana perangkat logika atau sistem mempertahankan keadaan tertentu sampai beberapa input melewati ambang batas yang telah ditetapkan. Jenis perilaku ini disebut "bi-stabil" dan sering dikaitkan dengan gerbang logika dan perangkat switching digital seperti Multivibrator.
Kita telah melihat bahwa umpan balik positif atau regeneratif meningkatkan perolehan dan kemungkinan ketidakstabilan dalam suatu sistem yang dapat mengarah pada osilasi-mandiri dan oleh karena itu, umpan balik positif banyak digunakan dalam rangkaian osilasi seperti Osilator dan rangkaian Timing.
Sistem Umpan Balik Negatif
Dalam “sistem kontrol umpan balik negatif”, titik setel dan nilai output dikurangkan satu sama lain karena umpan balik “keluar fasa” dengan input asli. Efek dari umpan balik negatif (atau degeneratif) adalah untuk "mengurangi" gain. Misalnya, jika seseorang mengkritik Anda atau memberi Anda umpan balik negatif tentang sesuatu, Anda merasa tidak bahagia tentang diri sendiri dan karena itu kurang energi, Anda merasa kurang positif.Karena umpan balik negatif menghasilkan respons rangkaian yang stabil, meningkatkan stabilitas, dan meningkatkan bandwidth operasi sistem yang diberikan, sebagian besar dari semua sistem kontrol dan umpan balik bersifat degeneratif sehingga mengurangi efek dari perolehan.
Contoh dari sistem umpan balik negatif adalah penguat elektronik berdasarkan Op-amp seperti yang ditunjukkan.
Rangkaian Sistem Kontrol Umpan Balik Negatif
Kontrol umpan balik negatif dari penguat dicapai dengan menerapkan sebagian kecil dari sinyal tegangan output pada Vout kembali ke terminal input pembalik ( - ) melalui resistor umpan balik, Rf.
Jika tegangan input Vin positif, Op-amp memperkuat sinyal positif ini, tetapi karena terhubung ke input pembalik Op-amp, dan output menjadi lebih negatif. Beberapa tegangan output ini dikembalikan ke input oleh jaringan umpan balik Rf. Dengan demikian tegangan input dikurangi oleh sinyal umpan balik negatif, menyebabkan tegangan output yang lebih kecil dan seterusnya. Akhirnya output akan menetap dan menjadi stabil pada nilai yang ditentukan oleh rasio gain Rf ÷ Rin.
Juga, jika tegangan input Vin negatif, kebalikannya terjadi dan output Op-amp menjadi positif (terbalik) yang menambah sinyal input negatif. Kemudian kita dapat melihat bahwa umpan balik negatif memungkinkan rangkaian berfungsi sebagai penguat, selama output berada dalam batas saturasi.
Jadi kita dapat melihat bahwa tegangan output distabilkan dan dikendalikan oleh umpan balik, karena dengan loop umpan balik negatif "lebih banyak mengarah ke lebih sedikit" dan "lebih sedikit mengarah ke lebih banyak". Kemudian jika gain loop positif untuk sistem apa pun, fungsi transfernya adalah: Av = G/(1 + GH).
Penggunaan umpan balik negatif dalam sistem penguat dan kontrol proses tersebar luas karena biasanya sistem umpan balik negatif lebih stabil daripada sistem umpan balik positif, dan sistem umpan balik negatif dikatakan stabil jika tidak terombang-ambing dengan sendirinya pada frekuensi apa pun kecuali untuk kondisi rangkaian yang diberikan.
Keuntungan lain adalah umpan balik negatif juga membuat sistem kontrol lebih kebal terhadap variasi acak dalam nilai komponen dan input. Tentu saja tidak ada yang bebas, jadi itu harus digunakan dengan hati-hati karena umpan balik negatif secara signifikan mengubah karakteristik operasi sistem yang diberikan.
Klasifikasi Sistem Umpan Balik
Sejauh ini kita telah melihat cara di mana sinyal output "diumpankan" ke terminal input, dan untuk sistem umpan balik ini bisa berupa, Umpan Balik Positif atau Umpan Balik Negatif. Tetapi cara di mana sinyal output diukur dan dimasukkan ke dalam rangkaian input bisa sangat berbeda yang mengarah ke empat klasifikasi dasar umpan balik.Berdasarkan kuantitas input yang sedang diamplifikasi, dan pada kondisi output yang diinginkan, variabel input dan output dapat dimodelkan sebagai tegangan atau arus. Akibatnya, ada empat klasifikasi dasar sistem umpan balik satu-loop di mana sinyal output diumpankan kembali ke input dan ini adalah:
- Konfigurasi Seri-Shunt - Tegangan in dan Tegangan out atau Sumber Tegangan Terkendali Tegangan (VCVS).
- Konfigurasi Shunt-Shunt - Arus in dan Tegangan out atau Sumber Tegangan Terkendali Arus (CCVS).
- Konfigurasi Seri-Seri - Tegangan in dan Arus out atau Sumber Arus Terkendali Tegangan (VCCS).
- Konfigurasi Shunt-Seri - Arus in dan Arus out atau Sumber Arus Terkendali Arus (CCCS).
Sistem Umpan Balik Seri-Shunt
Umpan Balik Seri-Shunt, juga dikenal sebagai umpan balik tegangan seri, beroperasi sebagai sistem umpan balik yang dikontrol tegangan-tegangan. Kesalahan tegangan diumpankan kembali dari jaringan umpan balik adalah seri dengan input. Tegangan yang diumpankan kembali dari output sebanding dengan tegangan output, Vo karena paralel, atau terhubung shunt.Rangkaian Sistem Umpan Balik Seri-Shunt
Untuk koneksi seri-shunt, konfigurasi didefinisikan sebagai tegangan output, Vout ke tegangan input, Vin. Sebagian besar rangkaian Penguat Operasional (Op-amp) inverting dan Penguat Operasional (Op-amp) non-inverting beroperasi dengan umpan balik seri-shunt menghasilkan apa yang dikenal sebagai "penguat tegangan". Sebagai penguat tegangan resistansi input ideal, Rin sangat besar, dan resistansi output ideal, Rout sangat kecil.
Kemudian "konfigurasi umpan balik seri-shunt" berfungsi sebagai penguat tegangan sejati karena sinyal input adalah tegangan dan sinyal output adalah tegangan, sehingga gain transfer diberikan sebagai: Av = Vout ÷ Vin. Perhatikan bahwa kuantitas ini tidak berdimensi karena unitnya adalah volt/volt.
Sistem Umpan Balik Shunt-Seri
Umpan Balik Shunt-Seri, juga dikenal sebagai umpan balik shunt arus, beroperasi sebagai sistem umpan balik terkontrol arus. Sinyal umpan balik sebanding dengan arus output, Io mengalir dalam beban. Sinyal umpan balik diumpankan secara paralel atau dilangsir dengan input seperti yang ditunjukkan.Rangkaian Sistem Umpan Balik Shunt-Seri
Untuk koneksi shunt-seri, konfigurasi didefinisikan sebagai arus output, sesuai dengan arus input, Iin. Dalam konfigurasi umpan balik seri-shunt, sinyal umpan balik paralel dengan sinyal input dan dengan demikian arusnya, bukan tegangan yang ditambahkan.
Koneksi umpan balik paralel shunt ini biasanya tidak akan mempengaruhi gain tegangan sistem, karena untuk output tegangan diperlukan input tegangan. Juga, koneksi seri pada output meningkatkan resistansi output, Rout sedangkan koneksi shunt pada input mengurangi resistansi input, Rin.
Kemudian "konfigurasi umpan balik shunt-seri" berfungsi sebagai penguat arus nyata karena sinyal input adalah arus dan sinyal output adalah arus, sehingga gain transfer diberikan sebagai: Ai = Iout ÷ Iin. Perhatikan bahwa kuantitas ini tidak berdimensi karena unitnya adalah ampere/ampere.
Sistem Umpan Balik Seri-Seri
Sistem Umpan Balik Seri-Seri, juga dikenal sebagai umpan balik arus seri, beroperasi sebagai sistem umpan balik terkontrol tegangan-arus. Dalam konfigurasi arus seri sinyal kesalahan umpan balik dalam seri dengan input dan sebanding dengan arus beban, Iout. Sebenarnya, jenis umpan balik ini mengubah sinyal arus menjadi tegangan yang sebenarnya diumpankan kembali dan tegangan inilah yang dikurangi dari input.Rangkaian Sistem Umpan Balik Seri-Seri
Untuk koneksi seri-seri, konfigurasi didefinisikan sebagai arus output, seperti tegangan input, Vin. Karena arus output, Iout dari koneksi seri diumpankan kembali sebagai tegangan, ini meningkatkan baik impedansi input dan output sistem. Oleh karena itu, rangkaian berfungsi paling baik sebagai penguat transkonduktansi dengan resistansi input ideal, Rin menjadi sangat besar, dan resistansi output ideal, Rout juga sangat besar.
Kemudian "konfigurasi umpan balik seri-seri" berfungsi sebagai sistem penguat tipe transkonduktansi karena sinyal input adalah tegangan dan sinyal output adalah arus. kemudian untuk rangkaian umpan balik seri-seri, gain transfer diberikan sebagai: Gm = Iout ÷ Vin.
Sistem Umpan Balik Shunt-Shunt
Sistem Umpan Balik Shunt-Shunt, juga dikenal sebagai umpan balik tegangan shunt, beroperasi sebagai sistem umpan balik terkontrol tegangan-arus. Dalam konfigurasi umpan balik shunt-shunt, sinyal umpan balik paralel dengan sinyal input. Tegangan output dirasakan dan arus dikurangi dari arus input dalam shunt, dan dengan demikian arusnya, bukan tegangan yang mengurangi.Rangkaian Sistem Umpan Balik Shunt-Shunt
Untuk koneksi shunt-shunt, konfigurasi didefinisikan sebagai tegangan output, Vout ke arus input, Iin. Karena tegangan output diumpankan kembali sebagai arus ke port input yang digerakkan oleh arus, koneksi shunt pada terminal input dan output mengurangi impedansi input dan output. oleh karena itu sistem bekerja paling baik sebagai sistem transresistansi dengan resistansi input ideal, Rin sangat kecil, dan resistansi output ideal, Rout juga menjadi sangat kecil.
Kemudian konfigurasi tegangan shunt berfungsi sebagai penguat tegangan tipe transresistansi karena sinyal input adalah arus dan sinyal output adalah tegangan, sehingga gain transfer diberikan sebagai: Rm = Vout ÷ Iin.
Ringkasan Sistem Umpan Balik
Kita telah melihat bahwa Sistem Umpan Balik adalah sistem di mana sinyal output ditandai dan kemudian diumpankan kembali ke input untuk membentuk sinyal kesalahan yang menggerakkan sistem, dan tergantung pada jenis umpan balik yang digunakan, sinyal umpan balik yang dicampur dengan sinyal input sistem, dapat berupa tegangan atau arus.Umpan balik akan selalu mengubah kinerja suatu sistem dan pengaturan umpan balik dapat berupa sistem umpan balik tipe positif (regeneratif) atau negatif (degeneratif). Jika loop umpan balik di sekitar sistem menghasilkan loop-gain yang negatif, umpan balik dikatakan negatif atau degeneratif dengan efek utama umpan balik negatif adalah dalam mengurangi gain sistem.
Namun jika gain di sekitar loop positif, sistem dikatakan memiliki umpan balik positif atau umpan balik regeneratif. Efek umpan balik positif adalah untuk meningkatkan gain yang dapat menyebabkan sistem menjadi tidak stabil dan terombang-ambing terutama jika GH = -1.
Kami juga telah melihat bahwa diagram blok dapat digunakan untuk menunjukkan berbagai jenis sistem umpan balik. Dalam diagram blok di atas, variabel input dan output dapat dimodelkan sebagai tegangan atau arus dan dengan demikian ada empat kombinasi input dan output yang mewakili kemungkinan jenis umpan balik, yaitu: Umpan Balik Tegangan Seri, Umpan Balik Tegangan Shunt, Umpan Balik Arus Seri dan Umpan Balik Arus Shunt.
Nama-nama untuk berbagai jenis sistem umpan balik ini berasal dari cara jaringan umpan balik menghubungkan antara tahap input dan output baik secara paralel (shunt) atau seri.
Dalam tutorial selanjutnya tentang Sistem Elektronik, kita akan melihat efek dari Umpan Balik Negatif pada suatu sistem dan melihat bagaimana itu dapat digunakan untuk meningkatkan stabilitas sistem kontrol.