KWALIFIKACJA ELM5 - STYCZEŃ 2023

PYTANIE NR 6.
Z którego wzoru należy wyznaczyć transmitancję zastępczą przedstawionego na ilustracji układu?
Ilustracja przedstawia schemat blokowy układu elektronicznego, który jest częścią pytania egzaminacyjnego związanego z
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Transmitancję zastępczą dobiera się do sposobu połączenia bloków na schemacie.
Gdy dwie gałęzie o transmitancjach G1(s) i G2(s) są połączone równolegle, a ich wyjścia są sumowane, transmitancja całkowita jest sumą: G(s)=G1(s)+G2(s). Iloczyn dotyczy połączenia szeregowego, a odejmowanie wymaga znaku "−" w węźle sumującym.

Pełne wyjaśnienie:

Transmitancja G(s) opisuje zależność między sygnałem wyjściowym a wejściowym w dziedzinie operatorowej s (po zastosowaniu transformaty Laplace’a). W schematach blokowych transmitancję zastępczą wyznacza się, analizując, jak sygnały są przetwarzane i łączone.

Jeżeli na ilustracji widoczne są dwie gałęzie równoległe, w których to samo wejście jest podawane na dwa bloki o transmitancjach G1(s) oraz G2(s), a następnie ich sygnały na wyjściu są sumowane w węźle sumującym, to wyjście jest sumą wkładów z obu gałęzi. Dla układu liniowego oznacza to, że transmitancja zastępcza jest równa sumie transmitancji gałęzi:

G(s) = G1(s) + G2(s)

Dlaczego pozostałe wzory nie pasują do typowego połączenia równoległego?

  • G(s)=G1(s)-G2(s) byłoby poprawne tylko wtedy, gdy w węźle sumującym jedna z gałęzi miała znak ujemny (odejmowanie). Bez jednoznacznego "−" w węźle nie należy tego zakładać.
  • G(s)=G1(s)·G2(s) dotyczy połączenia szeregowego, gdy wyjście pierwszego bloku jest wejściem drugiego. Wtedy sygnał przechodzi kolejno przez oba bloki, więc w dziedzinie s transmitancje się mnoży.
  • G(s)=G1(s)/G2(s) nie jest standardową regułą redukcji dwóch bloków w podstawowych połączeniach. Dzielenie pojawia się po przekształceniach algebraicznych bardziej złożonych układów, ale nie jako prosta zasada dla dwóch równoległych gałęzi.

Wskazówka egzaminacyjna: najpierw rozpoznaj topologię (szeregowo/równolegle/sprzężenie zwrotne), a dopiero potem dobierz wzór. W połączeniu równoległym zapamiętaj: "gałęzie równoległe dodają się", o ile w węźle nie zaznaczono odejmowania.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Transmitancja G(s) to opis zależności wyjście/wejście układu liniowego w dziedzinie s (po transformacie Laplace’a). Ułatwia analizę filtrów, wzmacniaczy i układów regulacji, bo zamiast równań różniczkowych stosuje się proste przekształcenia algebraiczne.
Połączenie równoległe rozpoznasz, gdy to samo wejście rozdziela się na dwie (lub więcej) gałęzie, każda przechodzi przez własny blok, a na końcu gałęzie schodzą się w węźle sumującym. Wtedy wkłady z gałęzi zwykle się dodają.
W układzie liniowym obowiązuje zasada superpozycji: jeśli wyjście jest sumą sygnałów z kilku gałęzi, to całkowita odpowiedź jest sumą odpowiedzi każdej gałęzi. W dziedzinie s przekłada się to na sumowanie transmitancji gałęzi: G(s)=G1(s)+G2(s).
Odejmowanie występuje wtedy, gdy w węźle sumującym jedna z gałęzi jest oznaczona znakiem "−" (np. sygnał sprzężenia zwrotnego). W takim przypadku do transmitancji zastępczej wchodzi różnica wkładów gałęzi, a nie suma. Znak musi być jawnie pokazany na schemacie.
Iloczyn transmitancji dotyczy połączenia szeregowego: wyjście pierwszego bloku jest wejściem drugiego. Sygnał przechodzi kolejno przez oba elementy, więc w dziedzinie s ich transmitancje się mnoży. To inna topologia niż równoległe gałęzie sumowane.
Nie jest to podstawowa reguła dla prostych połączeń bloków (szeregowo/równolegle/sprzężenie zwrotne). Dzielenie może się pojawić po przekształceniach bardziej złożonych równań układu, ale nie wynika bezpośrednio z typowego "połączenia dwóch bloków" na diagramie.
Najczęściej myli się połączenie równoległe z szeregowym (suma vs iloczyn), pomija znaki w węźle sumującym (plus/minus) oraz nie śledzi, czy sygnał jest rozdzielany na gałęzie czy przechodzi kolejno przez elementy. Pomaga rysowanie strzałek przepływu sygnału.
Najpierw zidentyfikuj elementy: rozgałęzienia, węzły sumujące, bloki i ewentualne sprzężenia. Następnie rozpoznaj topologie (szeregowo/równolegle/sprzężenie). Dopiero na końcu dobierz regułę algebraiczną dla transmitancji. Unikaj zgadywania "z pamięci".
Schematy blokowe i transmitancje spotyka się m.in. w analizie filtrów analogowych i cyfrowych, torów pomiarowych, wzmacniaczy z pętlą sprzężenia oraz układów regulacji. Ułatwiają ocenę pasma, stabilności i odpowiedzi czasowej bez wchodzenia w szczegóły implementacji.
Ćwicz rozpoznawanie trzech podstawowych przypadków: szeregowo (iloczyn), równolegle (suma) i sprzężenie zwrotne (wzór z 1±GH). Ucz się czytać węzły sumujące i znaki. Rozwiązuj krótkie zadania z diagramów blokowych, aż reguły staną się automatyczne.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 49% zdających egzamin. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że iloczyn dotyczy połączenia szeregowego, a odejmowanie wymaga znaku "−" w węźle sumującym.

Materiały:

  • Podręcznik do podstaw automatyki/teorii sterowania: redukcja schematów blokowych
  • Materiały dydaktyczne o transformacie Laplace’a i transmitancji
  • Zadania rachunkowe z wyznaczania transmitancji zastępczej (połączenia szeregowe/równoległe, sprzężenie zwrotne)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego