Положительная обратная связь это

Обратной связью называется электрическая связь между каскадами или входными и выходными цепями отдельного каскада, при которой часть энергии с выхода поступает обратно на вход. Если напряжение (ток), поступающее с выхода на вход оказывается в фазе с напряжением (током) входного сигнала, то такую обратную связь называют положительной. Если напряжение (ток), поступающее с выхода на вход, находится в противофазе с напряжением (током) входного сигнала, то такая обратная связь называется отрицательной. Обратная связь может быть полезной, когда она способствует улучшению свойств усилителя , и вредной, паразитной, если она возникает произвольно и нарушает устойчивую нормальную работу усилителя. Положительная обратная связь не находит практического применения в усилителях низкой частоты. Наоборот, если она возникает (внешне это сопровождается гудением и свистом в динамике), то ее стараются уменьшить рациональным расположением деталей и проводов, экранировкой и введением в схему блокировочных конденсаторов и развязывающих фильтров. Наиболее опасной является положительная обратная связь через источники анодного и сеточного питания в многокаскадных усилителях . Так, в трехступенном усилителе часто возникает самовозбуждение вследствие наличия связи через источник анодного питания между анодными цепями третьей и первой ступенями усиления. При отсутствии развязывающего фильтра переменные составляющие анодных токов первой и третьей ступеней усиления, находящиеся в фазе, на зажимах источника анодного питания (на аноде лампы первой усилительной ступени) создадут пульсирующее напряжение ΔЕ а , меняющееся в фазе с усиленным входным сигналом. При этом на вход второй ступени усиления поступит сигнал U вх ·K 1 + ΔЕ а . Это вызовет дальнейшее увеличение напряжения пульсации на зажимах источника анодного питания на величину ΔЕ’ а , что в конечном итоге приведет схему к самовозбуждению. Чтобы исключить возможность поступления на вход второй ступени усиления напряжения ΔЕ’ а , в анодную цепь первой лампы обязательно включают развязывающий фильтр. Отрицательная обратная связь находит самое широкое распространение в усилителях низкой частоты. Напряжение отрицательной обратной связи, подаваемое с выхода на вход, может быть пропорционально либо выходному напряжению ( рис. 152, а ), либо току, протекающему по нагрузке ( рис. 152, б ), либо напряжению и току одновременно ( рис. 152, в ).

В первых двух схемах цепь обратной связи подключена ко входу усилителя последовательно с источником входного сигнала. Такую отрицательную обратную связь называют последовательной. Третья блок-схема осуществляет смешанную последовательную отрицательную обратную связь. Буквой β обозначен коэффициент обратной связи. При обратной связи по напряжению он показывает, какая часть напряжения с выхода поступает на вход усилителя: U β = βU вых , где U β — напряжение обратной связи. Рис. 152. Блок-схемы отрицательной обратной связи. 1 — усилитель с коэффициентом усиления К; 2 — цепь обратной связи.
  • Усилитель мощности НЧ с отрицательной обратной связью

Влияние отрицательной обратной связи на качественные и эксплуатационные показатели усилителя

Наиболее распространенной является последовательная отрицательная обратная связь по напряжению ( см. рис. 152, а ). Из определения отрицательной связи следует, что U c = U вх — U β . Коэффициент усиления усилителя с отрицательной обратной связью равен

Обратная связь в усилителях и в жизни. Почему боятся ООС?

где К = U вых /U с — коэффициент усиления усилителя без обратной связи.

Введение отрицательной обратной связи в схему усилителя вызывает уменьшение усиления, но в то же время уменьшает искажения формы выходного сигнала, независимо от того, какие причины (внешние или внутренние) вызвали появление этих искажений.

Действительно, в этом случае на вход усилителя поступает напряжение отрицательной обратной связи, которое либо компенсирует напряжение помех, если оно имеется на входе, либо поступает на вход усилителя и уже в процессе усиления компенсирует возникающие искажения. Из очевидного равенства

U βп = U п -К β U βп

можно установить зависимость между напряжением помех U βп на выходе усилителя с отрицательной обратной связью и напряжением помех U п на выходе усилителя без обратной связи.

Решив это уравнение относительно U βп , получим

Как видно, отрицательная обратная связь уменьшает напряжение помех на выходе усилителя в 1 + βК раз. Так как эта формула справедлива для любой гармонической составляющей, то она справедлива и для оценки нелинейных искажений усилителя с отрицательной обратной связью:

Наибольшие нелинейные искажения создает выходной каскад усилителя, так как он работает при больших амплитудах входного сигнала. Поэтому отрицательную обратную связь обычно вводят в последних каскадах усилителя. Например, если известно, что для получения заданной выходной мощности на вход оконечного каскада необходимо подать напряжение U с = 10 в, причем поскольку коэффициент нелинейных искажений γ будет равен 7%, а заданное значение его, γ зад составляет 5%, то для уменьшения нелинейных искажений в каскад следует ввести отрицательную обратную связь. При этом напряжение отрицательной обратной связи должно быть

Следовательно, предыдущий каскад усиления должен обеспечить подачу иа вход оконечного каскада напряжения, равного 14 в.

Введение отрицательной обратной связи выравнивает также частотную характеристику усилителя, уменьшая частотные искажения. В этом нетрудно убедиться, если коэффициент частотных искажений каскада при наличии отрицательной обратной связи представить в виде отношения коэффициента усиления на средних частотах К ср. β при наличии отрицательной обратной связи к коэффициенту усиления на верхних частотах К в β , тоже при наличии обратной связи:

После подстановки значений К ср. β и К в β находим коэффициент частотных искажений на верхних частотах:

Введение отрицательной обратной связи повышает также стабильность коэффициента усиления. Такие факторы, как непостоянство напряжения источника питания, изменение температуры и влажности окружающей среды, старение элементов схемы, могут привести к изменению коэффициента усиления каскада до 20%. Так, например, если из-за влияния перечисленных факторов коэффициент усиления каскада вместо К = 50 стал К’ = 40, то введение отрицательной обратной связи с β = 0,2 приведет к снижению коэффициента усиления каскада и вместе с тем обеспечит его постоянство:

Проанализируем влияние отрицательной обратной связи на входное сопротивление усилителя. Без учета обратной связи

тогда, подставив в выражение для R вх вместо U с его значение, получим

Воспользовавшись этой формулой, можно определить входное сопротивление усилителя с учетом обратной связи:

Как видно, входное сопротивление усилителя с последовательной обратной связью оказывается в (1 + βК) раз больше входного сопротивления усилителя без обратной связи.

Рассуждая аналогичным образом нетрудно показать, что-отрицательная обратная связь в (1 + βК) раз уменьшает и выходное сопротивление усилителя:

Входное сопротивление следующего каскада шунтирует сопротивление нагрузки предыдущего каскада и тем самым снижает его усиление. Однако шунтирующее действие проявляется тем меньше, чем выше R вх и ниже R вых .

Таким образом, введение в схему отрицательной обратной связи хотя и приводит к снижению усиления, но вместе с тем вызывает улучшение качественных и эксплуатационных показателей усилителя.

Термин: Обратная связь положительная

Положительная обратная связь, охватывающая линейную систему, всегда содействует входному сигналу этой системы, в отличие от отрицательной обратной связи, которая противодействует входному сигналу.

Согласно рисунку, система с обратной связью всегда состоит из прямого канала, имеющего коэффициент передачи K1 и обратной связи с коэффициентом передачи KОС. Для положительной обратной связи входной сигнал системы Xвх суммируется c выходным сигналом обратной связи XОС. Важно отметить, что коэффициент передачи характеризуется амплитудой и фазой, зависящие от частоты сигнала. Это означает, что операция суммирования на рисунке показана для случая, когда разность фаз в петле обратной связи от входа канала K1 до выхода KОС не выходит за диапазон -90. +90 градусов.

Системы с положительной обратной связью условно можно разделить на три группы:

1. Системы со слабой положительной обратной связью, для которых K1 * KОС 1 для частот сигнала в полосе частот пропускания прямого канала и канала обратной связи. В этой системе не возникает постоянная генерация из-за того, что в контуре обратной связи энергия сигнала пополняется менее, чем на 100% на любой частоте сигнала. Но такая система может создать значительный подъём или спад АЧХ на определённых частотах сигнала. Это свойство положительной обратной связи широко применяют в рекурсивных фильтрах, в устройствах коррекции АЧХ, ФЧХ. Типичное проявление слабой положительной обратной связи — это резонансные явления. При ступенчатом (ударном) воздействии такая система отвечает затухающим колебательным откликом, называемым ударным возбуждением.

2. Линейные синусоидальные генераторы, для которых K1 * KОС = 1 на частоте генерации, а также фазовый сдвиг в петле обратной связи составляет 0 градусов на частоте генерации. – Это теоретические условия баланса амплитуд и баланса фаз на частоте генерации, характерные для аналоговых синусоидальных генераторов. В подобных устройствах создаются условия для постоянного поддержания амплитуды сигнала на частоте генерации. Можно сказать также, что эти устройства обеспечивают условия для постоянного резонанса.

3. Системы с сильной положительной обратной связью, для которых K1 * KОС > 1. Это большой класс устройств, работа которых основана на триггерном эффекте. К этим устройствам можно отнести все типы триггеров. На триггерном эффекте основана работа тиристора. Положительная обратная связь придаёт устройствам свойство памяти, а также двухстабильность выходного состояния. Можно сказать, что система под влиянием положительной обратной связи начинает «западать» в одном из двух устойчивых состояний. При этом, скорость изменения выходного сигнала может быть значительно выше, чем входного. Это свойство ярко проявляется у триггера Шмитта, а также у тиристора.

Но триггерный эффект при сильной положительной обратной связи может возникнуть только, когда контур обратной связи пропускает постоянную составляющую сигнала. Но, если контур обратной связи пропускает только AC-составляющую сигнала, то данная система, скорее всего, превратится в не синусоидальный генератор с ограниченным временем «западания» в двух противоположных состояниях. В схемотехнике такой генератор называют мультивибратором. – О балансе амплитуд и балансе фаз здесь говорить уже не приходится, поскольку мультивибратор не относится к линейной системе.

Перейти к другим терминамCтатья создана:25.01.2015
О разделе «Терминология»Последняя редакция:01.07.2017

Усилитель с положительной многократной обратной связью

Положительная селективная обратная связь в усилителе позволяет значительно уменьшить полосу пропускания резонансной кривой системы по сравнению с резонансной кривой цепи обратной связи за счет увеличения фактора обратной связи. Однако при этом соответственно уменьшается запас устойчивости системы к самовозбуждению. Предлагается и исследуется усилитель с многократной положительной обратной связью n-го порядка (n = 2, 3, …). Многократная положительная связь является эффективным средством, позволяющим неограниченно уменьшать полосу пропускания резонансной кривой системы при сохранении неизменной устойчивости этой системы к самовоз-буждению.

Автор(ы) Зельманов С.С.
Источник Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского
Научный журнал

Информация и управление. Системный подход

Проблема решается добавлением канала обратной связи.
Системы с обратной связью широко используются в технике.
Обратная связь может быть положительной и отрицательной.
обратной связи.
Другим примером положительной обратной связи служат цепные химические или физические реакции (горение

Автор Дмитрий Михайлович Беляев
Источник Справочник
Категория Информатика
Статья от экспертов

Про обратную связь

Обратная связь

Несмотря на то, что сабж всем понятен и, казалось бы, прост, хочу в первом своем посте затронуть именно его.

Мы все живем в мире, где на любое наше действие либо следует какой-то ответ, либо не следует ответа. Если ответа нет – мы чувствуем, что что-то не так. Возможно, некоторые и не ощущают дискомфорта от отсутствия обратной связи. А действительно – чего переживать, если ограничения сняты и можно «быть собой», как иногда можно услышать от молодых людей.

Обратная связь не может быть одноразовой. Она есть всегда и она постоянна. У вас, к примеру, всегда есть «feedback from customer». Он не одноразовый («сегодня есть и больше никогда не будет») – а совсем даже наоборот. Ребенок всегда выскажет вам, что он хочет мороженого (или чего ему в тот момент захочется), когда вы с ним гуляете. Когда проектируется любая система, программа, аппарат или что угодно еще – обратная связь используется для ее калибровки и корректной работы.

Но что делать, если обратная связь нарушена? Если в процессе прохождения сигнала существуют помехи? Если обратной связи нет вообще (все пропало сломалось)?

В такой ситуации мы не знаем, что о нас думает заказчик или подчиненный. Человек не знает, горячо ему или холодно. Космический аппарат, бороздящий просторы большого театра космоса, теряет связь с ЦУПом. Все разваливается…

Есть два вида обратной связи: положительная и отрицательная. Положительная обратная связь – это такой тип связи, где изменение выходного сигнала системы приводит к такому изменению входного сигнала, которое способствует дальнейшему отклонению выходного сигнала от первоначального значения. Т.е. это взрыв или схлопывание. Но в любом случае – это четко понятный финал и конец существования системы/процесса/общества. Отрицательная обратная связь – это такой тип связи, при которой выходной сигнал системы передается обратно на вход для погашения части входного сигнала. Отрицательная обратная связь делает систему более устойчивой к случайному изменению параметров. Т.е. это неваляшка, регулирующая сама себя, имеющая для корректировки некий эталон.

Если же посмотреть с точки зрения процессов и управления – то все те процессы, которые расходятся в далекие дали или наоборот – схлопываются в ноль (ну вот так их спроектировали) – это процессы с положительной обратной связью. И наоборот – корректно спроектированные процессы, позволяющие системе функционировать необходимое время (заложенное при проектировании) – это прямой пример отрицательной (корректирующей) обратной связи. Проект, который ведется кое-как и кое-как управляется, имеет положительную обратную связь или нарушенную отрицательную – не будет выполнен в срок, с заданной стоимостью, с заданным качеством (по отдельности или все сразу). Ремонт в доме, когда постоянно появляются мнения со стороны, изменяющие ваш первоначальный план – точно такой же пример. Ресторан, с отсутствующей/нарушенной отрицательной обратной связью – разорится, т.к. качество его блюд будет постоянно уходить все дальше от эталона (в любую сторону). Страна, управляемая с поломанной или вообще с отсутствующей обратной связью от народа – обречена, как и таким же образом управляемый проект или ремонт.

В то же самое время починка или создание с нуля необходимой обратной связи зачастую может решить 90% проблем управления. В проектах это зачастую коммуникации. В разработке систем – правильное проектирование. В социуме – все те же коммуникации и процессы, поддающиеся контролю общества.

К сожалению, многие люди не привыкли рассуждать в подобных категориях. Они пытаются придумать «костыли» для неправильно спроектированных процессов, подпирающие процесс/систему с разных сторон. Но подобные «костыли» – в 90% случаев не являются ремонтом обратной связи (созданием отсутствовавшей связи). Это именно костыли, подпорки. Результат использования подобных «нововведений» всегда предсказуем, даже с достаточно высокой долей точности во времени, не говоря уж про 100% вероятность наступления краха, который и пытались предотвратить «костылями».

Спасибо за внимание. Feel free to comment.

  • обратная связь
  • коммуникации
  • Блог компании Инфопульс Украина
  • Анализ и проектирование систем

Примером синергизма в менеджменте является
улучшение руководства в растущей компании,
испытывающей дефицит компетентных
руководителей, что в последствии дает весомый
эффект синергизма. Данный эффект
увеличивается, если новое руководство фирмы
уже сталкивалось с аналогичными проблемами и
имеет опыт их решения. Если же проблемы новые
и неизвестные, а менеджер не имеет опыта их
разрешения, то существует угроза
отрицательного эффекта от принятия решений
некомпетентного руководства.
11

Еще одним примером может стать проявление
синергизма в управлении человеческими
ресурсами. При формировании сильных и
самоорганизующихся команд, имеющих
определённые цели и задачи, поставленные перед
ними, то итоговый совместный результат от
работы команды также можно считать явлением
синергии.
12

Примеры применения обратных связей

Регулирование температуры в помещении

Один из наиболее распространенных примеров применения обратной связи – это системы регулирования температуры в помещении. В таких системах используется датчик температуры, который измеряет текущую температуру в помещении. Затем эта информация передается в контроллер, который сравнивает измеренное значение с заданным уровнем температуры. Если измеренная температура отличается от заданной, контроллер принимает соответствующие меры для изменения температуры, например, включает или выключает обогреватель или кондиционер.

Автоматическое регулирование яркости экрана

Еще один пример применения обратной связи – это автоматическое регулирование яркости экрана на мобильных устройствах или ноутбуках. В таких системах используется датчик освещенности, который измеряет уровень освещенности окружающей среды. Затем эта информация передается в контроллер, который регулирует яркость экрана в соответствии с измеренным уровнем освещенности. Если уровень освещенности высокий, контроллер уменьшает яркость экрана, чтобы сэкономить энергию и сделать экран более комфортным для глаз. Если уровень освещенности низкий, контроллер увеличивает яркость экрана, чтобы обеспечить лучшую видимость.

Системы стабилизации полета

Обратная связь также широко применяется в системах стабилизации полета, например, в беспилотных летательных аппаратах (дронах). В таких системах используются гироскопы и акселерометры, которые измеряют угловую скорость и ускорение аппарата. Эта информация передается в контроллер, который анализирует ее и принимает соответствующие меры для стабилизации полета. Например, если дрон начинает наклоняться влево, контроллер может активировать моторы на правой стороне, чтобы скомпенсировать наклон и вернуть дрон в горизонтальное положение.

Регулирование скорости двигателя

Еще один пример применения обратной связи – это регулирование скорости двигателя. В таких системах используется датчик оборотов, который измеряет текущую скорость вращения двигателя. Затем эта информация передается в контроллер, который сравнивает измеренную скорость с заданной. Если измеренная скорость отличается от заданной, контроллер принимает соответствующие меры для регулирования скорости двигателя, например, изменяет подачу топлива или угол зажигания.

Это лишь некоторые примеры применения обратных связей. Обратная связь широко используется во многих областях, включая электронику, автоматику, робототехнику, энергетику и другие. Она позволяет создавать устойчивые и автоматизированные системы, которые могут регулировать себя в соответствии с изменяющимися условиями и требованиями.

Преимущества и недостатки обратных связей

Преимущества:

1. Устойчивость: Обратная связь позволяет системе быть устойчивой к внешним воздействиям и изменениям условий. Она позволяет системе автоматически регулировать свои параметры и поддерживать желаемое состояние или значение.

2. Точность: Обратная связь позволяет системе достигать высокой точности в регулировании и контроле. Она позволяет системе корректировать свои действия на основе измеренных данных, что позволяет достичь более точных результатов.

3. Автоматизация: Обратная связь позволяет создавать автоматизированные системы, которые могут самостоятельно регулировать свои параметры и принимать решения на основе измеренных данных. Это упрощает и автоматизирует процессы управления и контроля.

4. Управляемость: Обратная связь позволяет системе быть более управляемой и предсказуемой. Она позволяет контролировать и регулировать параметры системы в реальном времени, что обеспечивает более стабильную и предсказуемую работу.

Недостатки:

1. Зависимость от измерений: Обратная связь требует точных измерений для правильной работы. Если измерения неточны или их нет вовсе, то система может работать неправильно или неэффективно.

2. Задержка: Обратная связь может иметь некоторую задержку в реакции на изменения. Это может быть проблемой в быстродействующих системах, где требуется мгновенная реакция.

3. Сложность: Обратная связь может быть сложной для понимания и реализации. Она требует знания и опыта в области управления и контроля систем.

4. Уязвимость к помехам: Обратная связь может быть уязвима к помехам и шумам, которые могут искажать измерения и влиять на работу системы.

В целом, обратная связь является мощным инструментом для управления и контроля систем. Она имеет множество преимуществ, но также может иметь некоторые недостатки, которые необходимо учитывать при ее применении.

Усилитель с положительной многократной обратной связью

Положительная селективная обратная связь в усилителе позволяет значительно уменьшить полосу пропускания резонансной кривой системы по сравнению с резонансной кривой цепи обратной связи за счет увеличения фактора обратной связи. Однако при этом соответственно уменьшается запас устойчивости системы к самовозбуждению. Предлагается и исследуется усилитель с многократной положительной обратной связью n-го порядка (n = 2, 3, …). Многократная положительная связь является эффективным средством, позволяющим неограниченно уменьшать полосу пропускания резонансной кривой системы при сохранении неизменной устойчивости этой системы к самовоз-буждению.

Автор(ы) Зельманов С.С.
Источник Вестник Нижегородского университета им. Н. И. Лобачевского
Научный журнал

Информация и управление. Системный подход

Проблема решается добавлением канала обратной связи.
Системы с обратной связью широко используются в технике.
Обратная связь может быть положительной и отрицательной.
обратной связи.
Другим примером положительной обратной связи служат цепные химические или физические реакции (горение

Автор Дмитрий Михайлович Беляев
Источник Справочник
Категория Информатика
Статья от экспертов

Оцените статью
TutShema
Добавить комментарий