正帰還と負帰還の違い

制御理論で用いられるフィードバックは、大きく分けて正帰還と負帰還がある。 正帰還と負帰還の大きな違いは、正帰還では入力における有効信号が実際の入力とフィードバック信号の和になることである。 逆に負帰還の場合、有効入力信号は元の入力とフィードバック信号の差である。

正帰還と負帰還では、入力と出力はそれぞれ同相と逆相の関係にある。

フィードバックとは

制御系におけるフィードバックとは、出力（または出力の一部）を入力に戻す方法と定義される。 信号は動作に応じて電流または電圧のいずれかになります。 しかし、正帰還も負帰還も信号の流れに一方向の挙動を持つ。

フィードバックは、サンプリングした出力信号を入力に戻すために負帰還を利用する閉ループ制御システムの主要部分であると考えられている。 これは、所望の出力を得るために必要な入力を調整するためにコントローラによって使用されるエラー信号の生成を容易にします。

フィードバックは制御システムにおいて重要な役割を果たすため、プロセス制御システム、アンプ、および発振器などにおいてさまざまなアプリケーションを見つけます。 ここでは、2 つの異なる要因について説明します。

Content: 正帰還と負帰還

1. 比較表
2. 定義
3. 主な相違点
4. 結論

比較表

。

比較の根拠	ポジティブなフィードバック	ネガティブなフィードバック
別名：再生フィードバック	縮退フィードバック
入出力間の関係	同相	異相
全体の利得	フィードバックしない系での利得より大きいこと。	フィードバックがない系のゲインより小さい。
有効入力	入力される信号とフィードバックされる信号の和。	印加入力とフィードバック信号の差
それぞれのフィードバックを持つシステムの伝達関数
安定性	少ない	比較的多い
位相シフト	0° または 360°	180°
フィードバックを非-	から取る場合。オペアンプの反転端子	オペアンプの反転端子
感度	低	高
用途	振動子での使用。	増幅器に使用

正帰還の定義

正帰還または再生帰還とは、印加入力と同相の出力信号を基準入力にフィードバックするもので、正帰還と再生帰還を組み合わせたもの。 このため、フィードバック信号を基準入力に加算しやすく、加算された信号はさらに、フィードバック・ループが組み込まれたシステムの制御信号として機能します。 正帰還システムは主に発振回路に採用されている。

負帰還の定義

負帰還は退行帰還とも呼ばれ、制御システムで広く使用されているタイプのフィードバックである。 ここでは、入力に対して位相がずれている出力の信号が入力にフィードバックされる。 この信号は誤差信号と呼ばれ、制御系における所望の出力からの変動を補正するために使用される。 図は、オペアンプの負帰還構成です。



ここでは、入力信号と出力信号の位相がずれているので、2つの信号を減算してその差を求めます。 この場合、負帰還を用いたシステムの利得は低くなる。

Key Differences Between Positive and Negative Feedback

1. システムで正帰還が採用されると、実際の入力に帰還信号が加わることによりシステムの有効入力が増加する。 これに対して、システムが負帰還を使用する場合、実際に適用された入力からフィードバック信号を減算することによって、システムの全体的な入力を減少させる。
2. 正帰還では、入力と出力信号が同相であるため、2つの信号が加算される。 オペアンプ回路では、非反転入力端子は正帰還に、反転入力端子は負帰還に使用される。 逆に、負帰還を持つ系の総合利得は、帰還のない系の利得より小さい。
3. 正帰還回路が提供する位相シフトは、0°または360°のいずれかである。 正帰還系は負帰還系に比べて安定性が低い。
4. 正帰還系が提供する感度は負帰還系よりも低い。 これは、閉ループシステムの感度が1+GHの逆数であるためです。 したがって、1 + GHが1より大きい場合、感度は低くなります。

Conclusion

以上のことから、正帰還系と負帰還系は、それぞれの長所と短所に応じて、独自の動作領域を持っていることが結論づけられる。 正帰還はシステム全体の利得を向上させるが、システムの感度を低下させる。 一方、負帰還は高い安定性を示すが、システムの利得を減少させる＜2855＞＜8754＞＜6184＞。