Положительная и отрицательная обратная связь физиология

Почему сдыхает Россия или отрицательная обратная связь как главный закон природы

Положительная и отрицательная обратная связь физиология
yamaha3

Обра́тная связь  —  процесс, приводящий к тому, что результат функционирования какой-либо системы влияет на параметры, от которых зависит функционирование этой системы.

Другими словами, на вход системы подаётся сигнал, пропорциональный её выходному сигналу (или, в общем случае, являющийся функцией этого сигнала).

Часто это делается преднамеренно, чтобы повлиять на динамику функционирования системы.

Различают положительную и отрицательную обратную связь. Отрицательная обратная связь изменяет входной сигнал таким образом, чтобы противодействовать изменению выходного сигнала. Это делает систему более устойчивой к случайному изменению параметров.

Положительная обратная связь, наоборот, усиливает изменение выходного сигнала.

Системы с сильной положительной обратной связью проявляют тенденцию к неустойчивости, в них могут возникать незатухающие колебания, то есть система становится генератором  и может пойти “вразнос” как Россия сейчас.

Отрицательная обратная связь (ООС) — вид обратной связи, при котором изменение выходного сигнала системы приводит к такому изменению входного сигнала, которое противодействует первоначальному изменению.

Иными словами, отрицательная обратная связь — это такое влияние выхода системы на вход («обратное»), которое уменьшает действие входного сигнала на систему.

  • Если обратная связь может полностью компенсировать («заглушить») входящий сигнал, система относится к классу регуляторов (поплавковый механизм) или следящих усилителей (гидроусилитель).
  • Если же обратная связь компенсирует только часть входного сигнала (см. коэффициент обратной связи), то влияние входа на систему (и выход) будет меньше, но более стабильное («чёткое»), так как случайные изменения параметров системы (и, соответственно, колебания выхода) будут в значительной степени скомпенсированы через линию обратной связи.

Отрицательная обратная связь делает систему более устойчивой к случайному изменению параметров.

Методы математического анализа систем, в том числе и охваченных отрицательной обратной связью, подробно рассматриваются теорией автоматического управления.

Одним из самых простых примеров может служить устройство простейшего сливного бачка. По мере наполнения сливного бачка уровень воды в нём поднимается, что приводит к всплыванию поплавка, который блокирует дальнейшее поступление воды.

Отрицательная обратная связь широко используется живыми системами разных уровней организации — от клетки до экосистем — для поддержания гомеостаза.

[attention type=yellow]

Например, в клетках на принципе отрицательной обратной связи основаны многие механизмы регуляции работы генов (например, триптофановый оперон), а также регуляция работы ферментов (ингибирование конечным продуктом метаболического пути).

[/attention]

В организме на этом же принципе основана система гипоталамо-гипофизарной регуляции функций, а также многие механизмы нервной регуляции, поддерживающие отдельные параметры гомеостаза (терморегуляция, поддержание постоянной концентрации диоксида углерода и глюкозы в крови и др.).

В популяциях отрицательные обратные связи (например, обратная зависимость между плотностью популяции и плодовитостью особей) обеспечивают гомеостаз численности. Отрицательная обратная связь может быть использована для нормализации массы телачеловека при ожирении, для чего калорийность рациона питания периодически (например, еженедельно), корректируется посредством отслеживания динамики массы тела.

Представим себе человека как элемент системы- государства.Пусть в России- 100 миллионов человек. Понятно, что они не действуют и не мыслят как один человек иначе если бы их мысли и действия были бы каким то образом синхронизированы, то для упрощения мы могли бы отмасштабировать человека в 100 миллионов раз и считать его системой-государством.

На самом деле это не так, люди отличаются по мировосприятию, по психотипам, но тем не менее количество групп которые можно создать по ключевым признакам едва ли более сотни.То есть мы можем описать систему, определить ключевые параметры, и проанализировав систему определим “эффективные точки приложения” усилий воздействуя на которые можно управлять системой.

Вернёмся к началу.Если в основе системы лежат “бракованные” “сбойные” элементы, то самоорганизация суперсистемы построенной на таких элементах будет иметь на выходе “урода”, система лишённая обратных связей “пойдёт вразнос”.Предположу что самоорганизация производится при помощи “коллективного бессознательного” или эгрегора.

Если в основе государства лежит гражданин/элемент злобный, трусливый тупой ублюдок с кучей комплексов то получится Россия, которая как суперсистема вступает в конфликт с остальным миром ведя себя как раковая опухоль в организме.Организм, обладая иммунитетом пытается уничтожить рак- Россию иначе рак уничтожит организм-цивилизацию.

Адольф Гитлер это всего лишь иммунный ответ цивилизации на коммунистическую угрозу.

Не было бы Сталина- не было бы Гитлера.

Выводы- дни России сочтены. В 2017 году скорее всего Россия распадётся. Вангую постепенный процесс февраль-ноябрь, как в 1917м. Этому государству-ублюдку  с вывернутым мировосприятием где плохое являтеся хорошим а чёрное белым не место на нашей прекрасной планете. Да будет так!

yamaha3zema52 дал толковые комментарии к видео:1. Автор ролика приравнивает арабов и мусульман. Это не одно и тоже.Обычно, уже мигранты второго поколения ведут вполне светский образ жизни и также хреново плодятся, как коренные жители. Приходится новых завозить.2. Нет единой исламской уммы, и нет единого Халифата. Мусульмане больше всего претензий имеют к другим мусульманам и выпиливают больше всего друг друга, чем “неверных”.

3. Пока западное общество не изменит свое отношение к женщинам, демографические проблемы не кончатся.

Page 3

Источник: https://yamaha3.livejournal.com/467956.html

Общие принципы регуляции живой системы

Положительная и отрицательная обратная связь физиология

  • Рубрики
    • Анатомия
    • Без рубрики
    • БОЛЕЗНИ
    • ДИЕТЫ
    • ЗДОРОВЫЙ ОБРАЗ ЖИЗНИ
    • ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ПРЕПАРАТЫ
    • Лечение за рубежом
    • Микробиология
    • МКБ-10
      • Класс I
      • Класс II
      • Класс III
      • Класс IV
      • Класс V
      • Класс VI
      • Класс VII
      • Класс XI
    • НЕВРОЛОГИЯ И НЕЙРОХИРУРГИЯ
    • ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
    • ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
    • ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ
    • Разное
    • СЛОВАРЬ МЕДИЦИНСКИХ ТЕРМИНОВ
    • ФАРМАКОГНОЗИЯ
      • Лекарственные растения
      • Общие положения
    • ФАРМАКОЛОГИЯ
    • ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА

О, бездна богатства и премудрости и ведения Божия!

Живой организм представляет собой, с одной стороны, сложней­шую многоэлементную систему, и с другой стороны, совокупность иерархически свя­занных систем.

Под системой вообще понимают комплекс взаимозависимых, но в то же время относительно самостоятельных элементов или процессов, объединяемых выполнением определенной функции.

Так, организм в целом во всем многообразии его взаи­мосвязей с внешней средой и выполняемых функций как самосто­ятельное образование является живой системой. В то же время организм представляет собой сложную иерархию (т.е.

взаимосвязь и взаимоподчиненность) систем, составляющих уровни его организа­ции: молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевой, органный, системный и организменный. Например, ядро клетки, сама клетка или такой орган как печень могут быть названы живыми или био­логическими системами.

Физиологической регуляцией называется активное управление функ­циями организма и его поведением для обеспечения требуемого обмена веществ, гомеостазиса и оптимального уровня жизнедеятель­ности с целью приспособления к меняющимся условиям внешней среды.

Функцией биологических систем, в том числе и организма в це­лом, называют их деятельность, направленную на сохранение целостности и свойств системы. Эта деятельность (функция) имеет определенные количественные и качественные характеристики (пара­метры), меняющиеся для приспособления к условиям среды.

При­способительные изменения параметров функции ограничены опреде­ленными границами гомеостазиса, за пределами которых происходит нарушение свойств системы или даже ее распад и гибель. Изменение параметров функций при поддержании их в границах гомеостазиса происходит на каждом уровне организации или в любой иерархической системе за счет саморегуляции, т.е.

[attention type=red]

внутренних для системы механизмов управления жизнедеятельностью. Так, напри­мер, гладкая мышца кровеносных сосудов при растяжении повышает свой тонус, т.е.

[/attention]

напряжение, противодействующее растяжению; рас­тяжение сердца притекающей в него по венам кровью вызывает усиление   его   сокращения   и   изгнание   большего   объема   крови   в артерии; уменьшение кровоснабжения ткани ведет к образованию в ней химических веществ, расширяющих артерии и восстанавлива­ющих тем самым приток крови.

Такие механизмы саморегуляции получили  название  местных. Для осуществления функций организма в целом необходима вза­имосвязь и взаимозависимость функций составляющих его систем. Поэтому, наряду с внутренними механизмами саморегуляции систем в организме должны существовать и внешние для каждой из них механизмы регуляции, соподчиняющие и координирующие их де­ятельность.

Например, для реализации функции перемещения в пространстве необходимо изменение деятельности не только скелет­ных мышц, но и кровообращения, дыхания, обмена веществ и т.п. Эти механизмы реализуются сформировавшейся в процессе эволю­ции  специализированной  системой  регуляции.

Организм является самоорганизующейся системой. Организм сам выбирает и поддерживает значения огромного числа параметров, меняет их в зависимости от потребностей, что позволяет ему обес­печивать наиболее оптимальный характер функционирования.

Так например, при низких температурах внешней среды организм сни­жает температуру поверхности тела (чтобы уменьшить теплоотдачу), повышает скорость окислительных процессов во внутренних органах и мышечную активность (чтобы увеличить теплообразование).

Чело­век утепляет жилище, меняет одежду (для увеличения теплоизоли­рующих свойств), причем делает это даже заранее, опережающе реагируя  на  изменения  внешней среды.

Основой физиологической регуляции является передача и перера­ботка информации. Под термином «информация» следует понимать все, что несет в себе отражение фактов или событий, которые произошли, происходят или могут произойти.

Информация содержит количественные характеристики определенных параметров, поэтому для организма особую важность имеет ее объем. Одним из способов количественного выражения информации, принятых в информатике как науке и используемых в организме, является двоичная система.

[attention type=green]

Единицей количества информации в таком случае является бит, характеризующий информацию, получаемую при выборе одного из двух вероятных состояний, например, «да — нет», «все — ничего», «быть — не быть» и т.п. Материальным носителем информации является сигнал, в форме которого и переносится информация.

[/attention]

Это могут быть как физические, так и химические сигналы, например, элект­рические импульсы, форма молекулы, концентрация молекул и т.д.

Наглядным примером двоичной системы выражения информации в организме является процесс возбуждения клетки под влиянием раз­дражителя; передача возбуждения по нервам в виде серии электри­ческих потенциалов (импульсов) с различиями лишь в числе им­пульсов в серии (пачке) и продолжительностью межимпульсных (межпачечных) интервалов. Таков один из способов кодирования информации в нервной системе. Могут быть и другие способы кодирования, например, генетический код структуры ДНК, струк­турное  кодирование  чужеродности  белковых  молекул.

Переработка информации осуществляется управляющей системой или системой регуляции. Она состоит из отдельных элементов, связанных информационными каналами (рис.3.1).

Рис.3.1. Блок-схема системы регуляции.Двойные рамки и стрелки — основные элементы,

одинарные рамки и стрелки — звенья регуляции по возмущению и отклонению.

Среди элементов выделяются:

  • управляющее устройство (центральная нервная система);
  • входные и выходные каналы связи (нервы, жидкости внутренней среды с инфор­мационными молекулами веществ);
  • датчики, воспринимающие инфор­мацию на входе системы (сенсорные рецепторы);
  • образования, распо­лагающиеся на исполнительных органах (клетках);
  • воспринимающие информацию выходных каналов (клеточные рецепторы).

Часть управля­ющего устройства, служащая для хранения информации, называется запоминающим устройством или аппаратом памяти. Характер перера­ботки поступающих сигналов зависит от той информации, которая записана в аппарате памяти системы регуляции.

Вся система регуляции физиологических функций организма пред­ставляет  собой иерархическую структуру трех  уровней.

Первый или низший уровень системы регуляции состоит из отно­сительно автономных локальных систем, поддерживающих физиоло­гические константы, задаваемые собственными метаболическими потребностями или более высокими уровнями регуляции.

Так под­держивается, например, осмотическое давление крови, вентиляцион-но-перфузионные отношения в легких, тканевой кровоток.

Для реализации механизмов этого уровня не обязательны сигналы из управляющего устройства центральной нервной системы, они обес­печиваются местными реакциями и носят поэтому название «мест­ная  саморегуляция».

Второй уровень системы регуляции осуществляет приспособитель­ные реакции в связи с изменениями внутренней среды. На этом уровне задается величина физиологических параметров, которые в дальнейшем могут поддерживаться системами первого уровня.

Здесь подбирается оптимальный режим работы физиологических систем для адаптации организма к внешней среде.

Например, выполнение фи­зической работы или даже подготовка к ней требует увеличенного снабжения мышц кислородом, что обеспечивается усилением внеш­него дыхания, поступлением в кровь депонированных эритроцитов и повышением артериального давления.

Третий или высший уровень системы регуляции обеспечивает вы­работку критериев оценки состояния внутренней и внешней среды, настройку режимов работы первого и второго уровней, гарантиру­ющих в итоге изменение вегетативных функций и поведения орга­низма  с  целью  оптимизации  его  жизнедеятельности.

На всех трех уровнях структурной организации системы регуляции возможны два типа регуляции: по возмущению и по отклонению.

Регуляция по возмущению

Регуляция по возмущению (саморегуляция по входу) системы (рис.3.1) возможна только для открытых систем, имеющих связи с внешней средой. Этот тип регуляции включается в тех случаях, когда на живую систему оказывает воздействие внешний для нее фактор, меняющий условия  ее  существования.

Например, регуляция дыхания обычно обеспечивает оптимальную для метаболизма клеток взаимосвязь процессов газообмена в легких, транспорта газов кровью и газообмена крови с клетками в тканях.

Физическая же нагрузка, не являющаяся частью структуры приве­денной системы (внешняя для нее), представляет собой возмуща­ющее воздействие и, поскольку физическая нагрузка ставит новые условия в виде повышенной потребности мышц в кислороде, реали­зуется регуляция по возмущению, меняющая интенсивность состав­ляющих дыхание  процессов.

[attention type=yellow]

В том же примере регуляция дыхания по возмущению возникает при изменении состава атмосферного воздуха или его давления. Она отличается опережающим характером реагирования, т.е. эф­фект возмущающего воздействия прогнозируется и организм зара­нее к нему готовится.

[/attention]

Так, активация системы дыхания при фи­зической нагрузке  происходит до  того,  как  усиленно  работающие мышечные клетки начинают испытывать недостаток кислородного обеспечения и для того, чтобы не допустить их кислородного го­лодания .

Регуляция по отклонению

Регуляция по отклонению (саморегуляция по выходу системы) обеспечивается сравнением имеющихся параметров реакции физио­логических систем с требующимися в конкретных условиях, опреде­лением степени рассогласования между ними и включением испол­нительных устройств для устранения этого рассогласования.

Част­ным примером регуляции по отклонению является поддержание фи­зиологических констант внутренней среды.

Стоит только отклонить­ся от заданного уровня и повыситься в крови напряжению углекис­лого газа из-за недостаточного его удаления через легкие или по­вышенного образования в тканях, как начнут реализовываться регуляторные механизмы.

Речь идет о комплексе реакций первого, второго и третьего уровней, необходимых для устранения этого сдвига: образование углекислоты и бикарбоната натрия, связывание водородных ионов буферными системами, повышение выведения протонов через почки, активация дыхания для выведения углекис­лого газа во внешнюю среду.

Регуляция по отклонению требует наличия канала связи между выходом системы регуляции и ее центральным аппаратом управле­ния (рисЗ.1) и даже между выходом и входом системы регуляции. Этот канал получил название обратной связи.

По сути, обратная связь есть процесс влияния результата действия на причину и механизм этого действия.

Именно обратная связь позволяет регуляции по отклонению работать в двух режимах: компенсационном и слеже­ния.

Компенсационный режим обеспечивает быструю корректировку рассогласования реального и оптимального состояния физиологических систем при внезапных влияниях среды, т.е. оптимизирует ре­акции организма.

При режиме слежения регуляция осуществляется по заранее заданным программам, а обратная связь контролирует соответствие параметров деятельности физиологической системы за­данной программе.

 Если возникает отклонение — реализуется компенсационный режим.

[attention type=red]

Эффект обратной связи всегда запаздывает, т.к. она включает компенсационный режим уже после того как произошло рассогла­сование.

[/attention]

Поэтому в центральном аппарате управления системы ре­гуляции обычно заложен еще один механизм контроля, позволяю­щий получать информацию не об уже полученных параметрах де­ятельности, а осуществляющий сравнение сигналов, посылаемых к исполнительным устройствам, с сигналами, требуемыми для задан­ной программы. Этот механизм контроля свойственен третьему уров­ню системы регуляции и осуществляется центральной нервной сис­темой.

По конечному эффекту регуляции обратная связь может быть положительной и  отрицательной.

Положительная обратная связь

Положительная обратная связь означает, что выходной сигнал системы регуляции усиливает входной, активация какой-либо функ­ции вызывает усиление механизмов регуляции еще больше  ее активирующих. Такая обратная связь усиливает процессы жизнеде­ятельности.

Например, прием пищи и поступление ее в желудок усиливают отделение желудочного сока, необходимого для гидро­лиза веществ. Появляющиеся в желудке и частично всасывающиеся в кровь продукты гидролиза в свою очередь стимулируют сокоот­деление, что ускоряет и усиливает дальнейшее переваривание пищи.

Однако положительная обратная связь часто приводит систему в неустойчивое состояние, способствует формированию «порочных кругов», лежащих в основе многих патологических процессов в организме.

Отрицательная обратная связь

Отрицательная обратная связь означает, что выходной сигнал уменьшает входной, активация какой-либо функции подавляет ме­ханизмы регуляции, усиливающие эту функцию. Отрицательные об­ратные связи способствуют сохранению устойчивого, стационарного состояния системы.

Благодаря им, возникающее отклонение регули­руемого параметра уменьшается и система возвращается к первона­чальному состоянию. Например, под влиянием паратирина (гормона околощитовидных желез) в крови возрастает содержание ионизиро­ванного кальция.

Повышенный уровень катиона тормозит секрецию паратирина, усиливает поступление в кровь кальцитонина (гормона щитовидной железы), под влиянием которого уровень кальция сни­жается  и  его  содержание  в  крови  нормализуется.

Отрицательные обратные связи способствуют сохранению стабиль­ности физиологических параметров внутренней среды при возмуща­ющих воздействиях внешней среды, т.е. поддерживают гомеостазис. Они работают и в обратном направлении, т.е. при уменьшении параметров включают системы регуляции повышающие их и тем самым  обеспечивающие  восстановление  гомеостазиса.

Описанные особенности регуляции жизнедеятельности способству­ют надежности живых  систем.

Источник: https://doctor-v.ru/med/principles-regulating-living-system/

Нормальная физиология: координация и торможение

Положительная и отрицательная обратная связь физиология

При создании данной страницы использовалась лекция по соответствующей теме, составленная Кафедрой Нормальной физиологии БашГМУ

Навигация:

Координация

Координация — это оптимальное взаимодействие центров, направленное на достижение полезного результата.

на новости сайта в соцсетях!

Пожалуйста, примите участие в опросах по оценке качества сайта. Важен каждый голос!

1) Иррадиация возбуждения

Иррадиация возбуждения — распространение возбуждения с одного нервного центра на другие.

Иррадиация:

  • направленная (из центра в конкретно другой),
  • генерализованная (возбуждение всех нервных центров ЦНС)

Иррадиация зависит от силы раздражителя, в норме иррадиация возникает при действии сильного раздражителя.

https://www.youtube.com/watch?v=VP7Iz5rhA8A

Возбудимость ЦНС — влияет на иррадиацию.

Дивергенция — возбуждение расходится.

2) Принцип общего конечного пути

Соотношение чувствительных и двигательных нейронов: 10:1. В основе этого принципа лежит конвергентная сеть — воронка Ч. Шеррингтона.

Независимо от рецептора, который раздражается, все сводится к одному.

3) Принцип цефализации и кортикализации функций

Чем выше уровень организации ЦНС, тем больше рефлекторных центров подчиняется коре больших полушарий.

При этом спинальные двигательные программы не могут функционировать самостоятельно, но с помощью коры больших полушарий вовлекается в разнообразные формы двигательной активности.

4) Принцип субординации (иерархии и соподчинения)

Нижележащие отделы подчиняются вышележащим.

Влияние вышележащих центров настолько велико, что при прекращении импульсов от головного и спинного мозга может наблюдаться явление спинального шока — это обратимое выключение спинальных рефлексов.

5) Принцип обратной связи

Принцип обратной связи — это основа саморегуляции функций. При выполнении любого рефлекса возбуждаются рецепторы, которые посылают сигналы в ЦНС: «Как и настолько эффективно произошел рефлекс?».

Обратный поток афферентных импульсов, возникающих в организме в результате деятельности органов и тканей, получили название вторичных афферентных импульсов.

Различают 2 вида обратной связи:

  • Положительная обратная связь — усиливает.
  • Отрицательная обратная связь — уменьшает.

Принцип обратной связи характерна и для гуморальной регуляции.

6) Принцип надежности системы (принцип компенсации функций)

ЦНС — очень надежная система. Даже при потери большого количества нейронов может быть скомпенсирована оставшимися — произойдет компенсация функций.

В основе надежной работы лежит:

  • избыточность элементов — резервирование;
  • взаимозаменяемость и дублирование функций;
  • пластичность и обучаемость;
  • повышение гуморальной чувствительности при денервации органа.

7) Принцип вероятности

При действии адекватного стимула рефлекторная реакция может состояться (разное время произошедшего стимула и т.д.), но может и не состояться.

8) Принцип доминанты

В каждый данный момент времени в ЦНС присутствует определяющий (доминантный) очаг возбуждения, подчиняющий себе деятельность всей нервной системы и определяющий характер приспособительной реакции.

Таким образом, создаются определенные условия для реакции на раздражитель, имеющий наибольшее биологическое значение.

Свойства доминантного центра:

  • повышенная возбудимость и устойчивость возбуждения;
  • способность к суммации возбуждений;
  • торможение других нервных центров.

Функция доминантного центра: осуществление поведенческой реакции для удовлетворения соответствующей потребности.

9) Принцип реципрокности

При возбуждении одних нервных центров деятельность других может затормаживаться.

Торможение — это активный процесс, результатом которого является прекращение или ослабление возбуждения.

Классификация торможения в ЦНС:

  1. Первичное:
    • постсинаптическое: прямое, возвратное, реципрокное, латериальное,
    • пресинаптическое.
  2. Вторичное:
    • торможение вслед за возбуждением,
    • пессимум Введенского.

Первичное торможение идет с участием тормозных структур: тормозной нейрон, тормозной синапс, тормозной медиатор.

Вторичное — без участия тормозных структур на самих возбуждающих клетках.

Механизм постсинаптического торможения — тормозные клетки возбуждаются и выделяют тормозной медиатор (ГАМК или глицин); на постсинаптической мембране возникает гиперполяризация ПСП.

Постсинаптическое:

Прямое торможение — тормозные клетки получают возбуждение напрямую от чувствительного нейрона.

Возвратное торможение — это самоторможение, когда тормозная клетка возбуждается от коллатерального затормаживаемого нейрона; функция — ограничение перевозбуждения.

Реципрокное торможение

Возбуждение одного центра сопровождается торможением другого центра, осуществляющего антагонистический рефлекс (работа мышц антагонистов и принцип координации нервных центров). При активации одной мышцы, например сгибателя, от афферентного нейрона импульс идет к тормозному нейрону, который затормаживает мотонейрон мышцы антагониста — разгибателя.

Латеральное торможение — это торможение соседнего нейрона или соседнего нервного центра. Данный вид торможения увеличивает контрастность восприятия от рецепторов.

Пресинаптическое торможение — в основе лежат аксоаксональные синапсы в ядрах тройничного нерва, в ядрах таламуса.

Тормозная клетка возбуждается и выделяет тормозной медиатор. Взаимодействие медиатора с рецепторами на мембране приводит к стойкой длительной деполяризации мембраны аксона; возбудимость и проводимость в этом участке аксона уменьшается.

Отличия от постсинаптического: открытие Na и Cl каналов, которые увеличивают стойкость.

[attention type=green]

Значение пресинаптического торможения — регулирует приток сенсорных импульсов, блокирует слабые, незначительные сигналы.

[/attention]

Вторичное торможение — торможение вслед за возбуждением возникает из-за выраженной фазы следовой гиперполяризации.

Пессимальное торможение — возникает при очень высокой частоте приходящих импульсов.

Роль торможения в ЦНС

  • Ограничение возбуждения, что обеспечивает возможность регуляции.
  • Обеспечивает координационную деятельность ЦНС.
  • Охранительная — предотвращает истощение медиаторов и энергии — спасение от гибели клеток.
  • Обработка поступающей информации — ЦНС отвечает только на значимые сигналы.

Разделы с похожими страницами

Источник: https://medfsh.ru/teoriya/teoriya-po-normalnoy-fiziologii/lektsii-po-normalnoj-fiziologii/normalnaya-fiziologiya-koordinatsiya-i-tormozhenie

Положительная обратная связь

Положительная и отрицательная обратная связь физиология

Как мы видели, отрицательная обратная связь является невероятно полезным инструментом применительно к операционным усилителям.

Она позволяет нам создавать все эти практические схемы с возможностью точно устанавливать коэффициенты усиления, скорости и другие значимые параметры с помощью всего лишь нескольких изменений номиналов резисторов.

Отрицательная обратная связь делает все эти схемы стабильными и самокорректирующимися.

Основной принцип отрицательной обратной связи состоит в том, что выходной сигнал имеет тенденцию двигаться в направлении, которое создает условие равновесия (баланса).

В схеме на операционном усилителе без обратной связи отсутствует корректирующий механизм, и выходное напряжение будет насыщаться при минимальной величине дифференциального напряжения, приложенного между входами. Результатом является компаратор.

С отрицательной обратной связью (выходное напряжение каким-то образом подается обратно на инвертирующий вход) схема имеет тенденцию препятствовать тому, чтобы выходное напряжение доходило до полного насыщения. Скорее выходное напряжение доходит до такого высокого или низкого значения, чтобы уравновешивать напряжения двух входов:

Отрицательная обратная связь

Независимо от того, будет ли выход соединен с инвертирующим (-) входом напрямую или через набор компонентов, эффект будет тем же: чрезвычайно высокий дифференциальный коэффициент усиления по напряжению операционного усилителя будет «приручен», и схема будет реагировать в соответствии с предписанием «петли» обратной связи, соединяющей выход с инвертирующим входом.

Другой тип обратной связи, а именно положительная обратная связь (ПОС), также находит применение в схемах на операционных усилителях.

В отличие от отрицательной обратной связи, когда выходное напряжение подается обратно на инвертирующий (-) вход, при положительной обратной связи выходное напряжение каким-либо способом направляется обратно на неинвертирующий (+) вход.

В простейшей форме мы могли бы подключить просто кусок провода от выхода до неинвертирующего входа и посмотреть, что произойдет:

Положительная обратная связь

Инвертирующий вход остается неподключенным к петле обратной связи и может принимать внешнее напряжение. Посмотрим, что произойдет, если соединим инвертирующий вход с землей:

Положительная обратная связь, инвертирующий вход соединен с землей

Когда инвертирующий вход соединен с землей (удерживается на нуле вольт), выходное напряжение будет определяться величиной и полярностью напряжения на неинвертирующем входе.

Если это напряжение будет положительным, операционный усилитель будет так же выдавать положительное напряжение, подавая это положительное напряжение обратно на неинвертирующий вход, что приведет к полному положительному насыщению на выходе.

С другой стороны, если напряжение на неинвертирующем входе отрицательно, на выходе операционного усилителя будет так же отрицательное напряжение, которое будет подаваться обратно на неинвертирующий вход, и в результате получится полное отрицательное насыщение.

Здесь мы имеем схему, выход которой бистабилен: стабилен в одном из двух состояний (насыщенное положительное или насыщенное отрицательное). Как только он достигнет одного из этих насыщенных состояний, он будет оставаться в этом состоянии неизменным.

То, что необходимо для его переключения, – это напряжение, приложенное к инвертирующему (-) входу с той же полярностью, но немного большему по величине. Например, если наша схема насыщена при выходном напряжении +12 вольт, то для изменения выходного напряжения необходимо напряжение не менее +12 вольт на инвертирующем входе.

[attention type=yellow]

Когда состояние на выходе изменится, то это будет полностью насыщенное отрицательное состояние.

[/attention]

Таким образом, операционный усилитель с положительной обратной связью имеет тенденцию оставаться в любом состоянии выхода, в котором он уже находится. Он «защелкивается» в одном из двух состояний, насыщенном положительном или насыщенном отрицательном. Технически это явление известно как гистерезис.

Гистерезис может быть полезным свойством для схемы компаратора. Как мы видели ранее, компараторы могут быть использованы для создания прямоугольного сигнала из сигнала любого типа (синусоидального, треугольного, пилообразного и т.д.). Если входной сигнал переменного тока является бесшумным (то есть «чистым» сигналом), простой компаратор будет работать нормально.

«Чистый» входной сигнал переменного напряжения создает предсказуемые точки перехода в выходном напряжении прямоугольной формы

Однако если имеются какие-либо аномалии в форме сигнала, такие как гармоники или «выбросы», которые вызывают значительное повышение и падение напряжения в течение одного периода, выход компаратора может переключать состояния неожиданно:

Реагирование компаратора на «грязную» синусоиду

Каждый раз, когда происходит переход через опорный уровень напряжения, независимо от того, насколько крошечный этот переход может быть, выход компаратора будет переключать состояние, создавая прямоугольный сигнал с «глюками».

Если мы добавим в схему компаратора небольшую положительную обратную связь, мы введем гистерезис в выходной сигнал. Этот гистерезис заставит выход оставаться в своем текущем состоянии, если только входное переменное напряжение не претерпит существенного изменения величины.

Введение положительной обратной связи в схему компаратора

То, что создает резистор обратной связи, является двумя опорными уровнями в схеме компаратора.

Напряжение, подаваемое на неинвертирующий (+) вход в качестве опорного уровня, который сравнивается с входным переменным напряжением, изменяется в зависимости от значения выходного напряжения операционного усилителя.

Когда выход операционного усилителя насыщен положительно, опорное напряжение на неинвертирующем входе будет более положительным, чем ранее. С другой стороны, когда выход ОУ насыщен отрицательно, то опорное напряжение на неинвертирующем входе будет более отрицательным, чем ранее. Результат легче понять на графике:

Реагирование компаратора с положительной обратной связью на «грязную» синусоиду

Когда выход операционного усилителя насыщен положительно, действует верхнее опорное напряжение, и выходное напряжение не будет падать до отрицательного уровня насыщения, если входное напряжение не поднимется выше этого верхнего опорного уровня.

С другой стороны, когда выход ОУ насыщен отрицательно, действует нижнее опорное напряжение, и выходное напряжение не поднимется до положительного уровня насыщения, если входное напряжение не упадет ниже этого нижнего опорного уровня.

[attention type=red]

В результате получается чистый прямоугольный выходной сигнал, несмотря на значительное количество искажений входного сигнала переменного напряжения.

[/attention]

Для того чтобы «выброс» вызвал переключение компаратора из одного состояния в другое, он должен быть, по крайней мере, столь же большим (высоким) как разность между верхним и нижним уровнями опорного напряжения и произойти в нужный момент времени, чтобы пересечь оба этих уровня.

Другим применением положительной обратной связи в схемах на операционных усилителях является построение схем генераторов. Генератор представляет собой устройство, которое создает переменное или, по меньшей мере, импульсное выходное напряжение.

Технически он известен как нестабильное устройство: не имеет стабильного выходного состояния (нет какого-либо равновесия).

Генераторы – это очень полезные устройства, и они легко реализуются с помощью простого операционного усилителя и нескольких внешних компонентов.

Схема генератора, использующая положительную обратную связь

Когда выход насыщен положительно, Vопор будет положительным, и конденсатор зарядится в положительном направлении.

Когда Vнакл превышает Vопор на минимальную разницу, выход будет насыщен отрицательно, и конденсатор будет заряжаться в противоположном направлении (полярности).

Колебание происходит, потому что положительная обратная связь мгновенна, а отрицательная обратная связь имеет задержку (с помощью постоянной времени RC цепи). Частоту этого генератора можно регулировать, изменяя размер любого компонента.

Резюме

  • Отрицательная обратная связь создает условие равновесия (баланса). Положительная обратная связь создает условие гистерезиса (тенденцию «запираться» в одном из двух крайних состояний).
  • Генератор представляет собой устройство, создающее переменное или импульсное выходное напряжение.

Оригинал статьи:

Теги

ГенераторКомпараторОбратная связьОбучениеОУ (операционный усилитель)Положительная обратная связьЭлектроника

Источник: https://radioprog.ru/post/546

Лечимся дома
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: