Що таке негативний зворотний зв`язок?
Відео: Лекція 44.Транзісторний каскад з негативним зворотним зв`язком по струму
Хоча термін «негативний зворотний зв`язок» відомий далеко не всім, з процесом, що стоять за ним, щодня стикається кожна людина. Можна навести величезну кількість прикладів. Причому, що цікаво, негативний зворотний зв`язок характерна не тільки для живих організмів, але і для багатьох технічних засобів. Почасти, лише завдяки їй прогрес існує в тому вигляді, до якого ми всі звикли.
Принцип зворотного зв`язку вивчається в різних галузях науки. Наприклад, в музиці здатністю використовувати зворотний зв`язок (фідбек) особливо прославилися деякі рок-виконавці, такі як Курт Кобейн, Лінк Рей та ін. Її вивчають у біології, механіці, електротехніці, радіоелектроніці…фактично, всюди. Відповідно, в глобальній Мережі можна просто знайти безліч різних відповідей на питання «що таке негативний зворотний зв`язок», проте часто самі відповіді додатково породжують нові питання. Все це при тому, що сенс фідбека надзвичайно простий.
Що ж таке негативний зворотний зв`язок? Наведемо кілька життєвих прикладів. Уявімо людину, що йде по слизькій поверхні. Ось він робить один крок, потім другий, третій…і тут нога починає ковзати, центр ваги тіла поступово (це тільки здається, що миттєво) зміщується - виникає реальна небезпека падіння. У цей момент певні групи м`язів скорочуються, прагнучи тим чи іншим чином компенсувати нестійкий стан. Це може бути відхилення назад або, навпаки, найчастіше повідомляють кроків вперед при нахиленому корпусі. Однак в даному випадку ми описали тільки зовнішні прояви. Внутрішній механізм роботи наступний:
- нога стає на поверхню. У цей момент від неї в мозок відправляються сигнали, що вказують на міцність (кожен, не замислюючись, визначить, м`яка або жорстка основа), шорсткість, ухил;
- відповідно до отриманих даних коректується положення тіла і розміщення ступні;
- але ось нога почала ковзати. Загроза стійкості. Чим інтенсивніше ковзання, тим активніше виконується пошук і реалізація оптимального способу, здатного запобігти падінню.
Відео: Лекція 271. Генератор струму з негативним зворотним зв`язком
Позитивний зворотний зв`язок використовується лижником, який ще більше нахиляє корпус, збільшуючи швидкість ковзання. У свою чергу, негативна зв`язок протидіє причини, яка породила зміни в системі.
До речі, багатьом любителям комп`ютерних ігор відомі рулі зі зворотним зв`язком. Це вона і є! Чим сильніше гравець повертає кермо в сторону, тем більше протидія з боку внутрішнього електродвигуна він відчуває. У зазначеному прикладі має місце зворотний зв`язок по току.
Схематично це виглядає так: вхід - система - вихід. При будь-яких змінах вхідних даних відбувається відповідна зміна і вихідних. Останні, при цьому, таким чином впливають на систему, щоб повернути її до початкового стійкого стану.
Відео: Лекція 54. Підсилювач неинвертирующего типу на операційному підсилювачі.
Зворотній зв`язок в підсилювачах дозволяє вирішити відразу кілька завдань: забезпечити стабільність посилення незалежно від вхідного сигналу, зробити роботу всієї системи повністю автоматичної (настройка зворотного зв`язку виконується лише на початковому етапі). Однак негативний зворотний зв`язок в електроніці не завжди реалізується так просто. Особливість полягає в тому, що сигнал зворотний зв`язок, що надходить в систему, повинен встигнути привести в дію компенсуючі механізми раніше, чим вхідні дані повторно зміняться. Іншими словами, швидкодія фідбека має перевищувати швидкість зміни вхідного сигналу. Тому при схемах, заснованих на надвисоких частотах, виникає ряд складнощів. Одне з рішень - синхронізація частот вхідних даних і зворотного зв`язку.
