Що таке негативний зворотний зв "язок?

Що таке негативний зворотний зв "язок?


Хоча термін «негативний зворотний зв'язок» відомий далеко не всім, з процесом, що стоїть за ним, щодня стикається кожна людина. Можна навести величезну кількість прикладів. Причому, що цікаво, негативний зворотний зв'язок характерний не тільки для живих організмів, але і для багатьох технічних засобів. Частково, лише завдяки їй прогрес існує в тому вигляді, до якого ми всі звикли.


Принцип зворотного зв'язку вивчається в різних галузях науки. Наприклад, у музиці здатністю використовувати зворотний зв'язок (фідбек) особливо прославилися деякі рок-виконавці, такі як Курт Кобейн, Лінк Рей тощо. Її вивчають у біології, механіці, електротехніці, радіоелектроніці... фактично, скрізь. Відповідно, в глобальній Мережі можна легко 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 інший, третій... і тут нога починає ковзати, центр тяжкості тіла поступово (це тільки здається, що миттєво) зміщується - виникає реальна небезпека падіння. У цей момент певні групи м'язів скорочуються, прагнучи тим чи іншим способом компенсувати нестійкий стан. Це може бути відхилення назад або, навпаки, кілька частих кроків вперед при нахиленому корпусі. Однак у даному випадку ми описали лише 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 коригується положення тіла та розміщення ступні;
  • але ось нога почала ковзати. Загроза стійкості. Чим інтенсивніше ковзання, тим активніше виконується пошук і реалізація оптимального способу, здатного запобігти падінню.

Позитивний зворотний зв'язок використовується лижником, який ще більше нахиляє корпус, збільшуючи швидкість ковзання. У свою чергу, негативний зв'язок протидіє причині, що 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, тим більшу протидію з боку внутрішнього електродвигуна він відчуває. У зазначеному прикладі має місце зворотний зв'язок за струмом.

Схематично це виглядає так: вхід - система - вихід. При будь-яких змінах вхідних даних відбувається відповідна зміна та вихідних. Останні, при цьому, таким чином впливають на систему, щоб повернути її до початкового стійкого стану.

Зворотний зв'язок у підсилюваннях дозволяє вирішити відразу кілька завдань: забезпечити стабільність посилення незалежно від вхідного сигналу, зробити роботу всієї системи повністю автоматичною (налаштування 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 зворотного зв'язку, що надходить у систему, повинен встигнути привести в дію компенсуючі механізми раніше, ніж 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.



Матеріали по темі