OBWODY I SYGNAA
Y 2 Wykład 17 : Schematy blokowe
17. SCHEMATY BLOKOWE
Obwody elektryczne są modelami układów elektrycznych (układów
fizycznych).
Modele te można przedstawić w postaci graficznej jako schematy ide-
owe obwodów.
Schematy blokowe stanowią także jedną z koncepcji przedstawiania
obwodów elektrycznych.
Schemat blokowy tworzy się bezpośrednio na podstawie układu
równań opisujących schemat ideowy obwodu. Poszczególnym rów-
naniom przyporzÄ…dkowuje siÄ™ elementy strukturalne schematu blo-
kowego, które łączy się razem.
17.1. ELEMENTY SCHEMATÓW BLOKOWYCH
Modelowanie układów elektrycznych w postaci schematów bloko-
wych realizuje się za pomocą trzech podstawowych elementów. Są to:
układy służące do przekazywania sygnałów, które mają wejścia i
wyjścia, tzw.
" bloki (człony) o transmitancji K
F R
K
oznacza to, że do wejścia członu doprowadzony jest sy-
gnał F, zaś na jego wyjściu pojawia się sygnał R określony
zależnością:
R = K F (17.1)
UWAGA: Przy rozpatrywaniu członów zakładamy, że przepływ
sygnałów odbywa się w ściśle określonym kierunku,
a mianowicie od wejścia do wyjścia. Wykluczamy prze-
pływ sygnałów w kierunku odwrotnym. Wobec czego
bloki sÄ… elementami jednokierunkowymi.
dr inż. Marek Szulim
1 /6
e-mail: [e-mail]
OBWODY I SYGNAA
Y 2 Wykład 17 : Schematy blokowe
miejsca, w których sygnały rozgałęziają się lub spotykają  nazy-
wane węzłami, wyróżniamy:
" węzły zaczepowe, w których sygnał rozgałęzia się płynąc od te-
go miejsca dwoma, trzema lub więcej torami, przy czym w każdym
torze istnieje taki sam sygnał.
Węzły zaczepowe stanowią punkty, do których zostaje doprowa-
dzony sygnał wejściowy F i od których zostaje odprowadzony sy-
gnał wyjściowy także równy F, w dowolnej liczbie odprowadzeń.
F
F
F
F
UWAGA: Do węzłów zaczepowych nie stosuje się I prawa Kirchhoffa!
" węzły sumacyjne, stanowiące punkty, do których zostaje do-
prowadzona dowolna liczba sygnałów wejściowych F1, F2 ... Fn
i od których zostaje odprowadzony sygnał wyjściowy R równy
R = (17.2)
"(Ä…1)F
i
i
przy czym znak z jakim dany sygnał wejściowy wchodzi do sumy
jest zaznaczony na rysunku
F2
R
+
F1
+
-
F3
R = F1 + F - F
2 3
dr inż. Marek Szulim
2 /6
e-mail: [e-mail]
OBWODY I SYGNAA
Y 2 Wykład 17 : Schematy blokowe
PRZYKA
AD 17.1: Wyznaczyć schemat blokowy obwodu, jeśli wymu-
szeniem jest U1 a odpowiedziÄ… U4.
1
I1 I3
a) U = - j I = K I
4
É C2 3 4 3
1
C1 I2 R2
b) I = U = K U
3 2 3 2
1
U1 U4
R2 - j
R1 U2 C2
É C2
c) U = R1I = K I
2 2 2 2
d) I = I1 - I
2 3
1
e) I1 = (U1 -U )= K1(U1 -U )
2 2
1
- j
É C1
I3 U4
a) U = K I
4 4 3
K4
U2 I3 U4
+ b) I = K U
3 3 2
K3 K4
I2 U2 I3 U4
+ c) U = K I
2 2 2
K2 K3 K4
I1 I2 U2 I3 U4
K2 K3 K4
+ d)
I = I1 - I
2 3 -
-
U1 U1-U2 I1 I2 U2 I3 U4
K1 K2 K3 K4
-
dr inż. Marek Szulim
3 /6
e-mail: [e-mail]
OBWODY I SYGNAA
Y 2 Wykład 17 : Schematy blokowe
17.2. REGUA
Y PRZEKSZTAA
CANIA (UPRASZCZANIA)
SCHEMATÓW BLOKOWYCH
R.
Rodzaj operacji Postacie równoważne
K1
F R
F R
+
Połączenie
K1 + K2
1.
równoległe
+
K2
-
F R F R
Połączenie
2.
K1 K2 K1 K2
kaskadowe
F1
R
F1 R
Przesunięcie
K K
węzła sumacyjnego
3.
F2
F2
+
za blok +
K
-
-
F1 R
F1
R
K
Przesunięcie
K
węzła sumacyjnego
4.
F2
+
F2
przed blok
+ 1/K
-
-
F R
F R
K
Przesunięcie
K
węzła zaczepowego
5.
F
F
za blok
1/K
F
R
F
R
K
Przesunięcie
K
węzła zaczepowego
6.
R
R
przed blok
K
F R
F R
Eliminacja K1
K1
pętli sprzężenia
7.
+ 1 K1 K2
zwrotnego
K2
-
dr inż. Marek Szulim
4 /6
e-mail: [e-mail]
OBWODY I SYGNAA
Y 2 Wykład 17 : Schematy blokowe
U
4
PRZYKA
AD 17.2: Obliczyć transmitancję K =
u
U1
-
2 4
U1 U4
K1 K2 K3 K4
-
1 3
1) Stosując regułę 5  przenosimy węzeł zaczepowy 3 z wejścia na wyj-
ście bloku o transmitancji K3
1/K3
-
24
U1 U4
K1 K2 K3 K4
-
1
2) Wykorzystując regułę 2  zastępujemy bloki połączone kaskadowo o
transmitancji K2 i K3 jednym blokiem
1/K3
-
24
U1 U4
K1 K2 K3 K4
-
1
3) Eliminujemy pętlę sprzężenia zwrotnego (reguła 7) obejmującą blok
o transmitancji K2 K3
dr inż. Marek Szulim
5 /6
e-mail: [e-mail]
OBWODY I SYGNAA
Y 2 Wykład 17 : Schematy blokowe
1/K3
-
4
U1 U4
K2 K3
K1 K4
1 K2 K3
1
4) Wykorzystując regułę 2  zastępujemy bloki połączone kaskadowo
jednym blokiem
1/K3
-
4
U1 U4
K1 K2 K3
K4
1 K2 K3
1
5) Eliminujemy pętlę sprzężenia zwrotnego (reguła 7)
K1 K2 K3
U1 U4
1 K2 K3
K4
K1 K2 K3 1
1
1 K2 K3 K3
6) Ostatecznie wykorzystując regułę 2 i upraszczając otrzymujemy:
U1 U4
K1 K2 K3K4
1 K1 K2 K2 K3
UWAGA: LENIWI MOG
PRZYKA
ADY 17.1, 17.2 ZROBIĆ INACZEJ!
dr inż. Marek Szulim
6 /6
e-mail: [e-mail]