블록선도와 신호흐름 선도

전기기사 필기 2010년 3회 61번

Q문제

다음 회로를 신호흐름선도로 나타낸 것은?

유사 문제 링크

선택지 분석

https://api.comcbt.com/images/cbt/elec/2010_07_25_61_1.png

피드백 경로의 부호나 이득이 잘못 설정된 신호흐름선도입니다.

https://api.comcbt.com/images/cbt/elec/2010_07_25_61_2.png

주어진 RC 직렬 회로의 전압 및 전류 방정식을 세워 신호흐름선도로 변환합니다.

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Step 1: 회로의 폐루프 방정식과 출력 방정식을 라플라스 변환하여 구합니다. 입력 전압 Ei(s), 출력 전압 Eo(s), 전류 I(s)에 대하여 Ei(s) - Eo(s) = R * I(s) 이고, Eo(s) = (1/Cs) * I(s) 입니다.

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Step 2: 전류 I(s)에 대해 식을 정리하면 I(s) = (1/R)Ei(s) - (1/R)Eo(s) 가 됩니다.

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Step 3: 위 두 식을 바탕으로 신호흐름선도를 구성합니다. Ei에서 I로 가는 가지의 이득은 1/R, I에서 Eo로 가는 가지의 이득은 1/Cs이며, Eo에서 I로 되돌아가는 피드백 가지의 이득은 -1/R이 됩니다.

https://api.comcbt.com/images/cbt/elec/2010_07_25_61_3.png

각 노드 간의 전달 함수(이득)가 회로 방정식과 일치하지 않는 신호흐름선도입니다.

https://api.comcbt.com/images/cbt/elec/2010_07_25_61_4.png

전압과 전류의 관계식이 잘못 적용되어 경로가 틀린 신호흐름선도입니다.

회로 방정식을 신호흐름선도로 어떻게 변환하나요?

회로의 각 변수(전압, 전류)를 노드로 설정하고, 변수 간의 관계식을 대수 방정식으로 나타낸 후, 식의 계수를 각 노드를 연결하는 가지의 이득(전달 함수)으로 설정하여 그립니다.

피드백 경로의 부호는 어떻게 결정되나요?

폐루프 방정식 Ei(s) - Eo(s) = R * I(s)에서 I(s)를 구하기 위해 Eo(s)를 이항하면 -(1/R)Eo(s)가 되므로, Eo에서 I로 가는 피드백 이득은 음수인 -1/R이 됩니다.