Palauteverkko

Palauteverkko on sähkö- tai laskennallinen järjestelmä, jossa osa järjestelmän tuloksesta palautetaan takaisin sen syötteeseen. Tämä palaute vaikuttaa siihen, miten verkko reagoi tuleviin stimulus- tai signaalivirtoihin. Palauteverkot esiintyvät sekä analogisessa elektroniikassa että kontrolliproceseissa, signaalinkäsittelyssä ja tekoälyyn liittyvissä malleissa. Palaute voi parantaa vakautta, muokata kaistaa ja vasteaikaa sekä vähentää ei-toivottuja virheitä, kuten hilanaista kohinaa tai lineaarisuushäiriöitä.

Elektroniikassa palauteverkot rakennetaan usein siten, että palaute kulkee jonkin siirtofunktion läpi ja syötetään takaisin järjestelmän tuloihin. Negatiivinen palaute pienentää taajuusvasteen epätasaisuutta ja lisää lineaarisuutta, kun taas positiivinen palaute voi johtaa kiihtymiseen, oskillointiin tai jopa epätoivottuun laukaisuillaan. Siirtokerroin, kytkennän topologia (esimerkiksi sarja- tai haara-verkot) sekä viive ja häiriöt vaikuttavat stabiliteettiin ja suorituskykyyn.

Käyttökohteita ovat esimerkiksi vahvistimien ja kuulokkeiden äänenlaadun parantaminen, mittaus- ja ohjausjärjestelmien säätö, sekä digitaalinen signaalinkäsittely ja tekoälyn ajoittaisiin tehtäviin, kuten sekvenssien mallintamiseen käyttävät rekurrentit verkot. Palauteverkot voivat myös mahdollistaa sopeutumisen muuttuviin olosuhteisiin sekä muistitoimintoja toistuvissa tai ajoitusperusteisissa prosesseissa.

Suunnittelussa huomioidaan vakaus, vasteaika, häiriön kesto sekä melun vaikutus. Palauteverkkoja arvioidaan usein nyquist- tai root-lukuarvon kautta, jotta varmistetaan haluttu käyttäytyminen ja riittävä vääntöhäviö.