Wzmacniacz operacyjny w konfiguracji różniczkującej realizuje w przybliżeniu zależność: napięcie wyjściowe jest proporcjonalne do pochodnej napięcia wejściowego (czyli do tego, jak szybko sygnał się zmienia w czasie).
Dla przebiegu prostokątnego kluczowa obserwacja jest taka, że:
- na odcinkach "płaskich" (stały poziom wysoki lub niski) sygnał prawie się nie zmienia, więc jego pochodna jest bliska zeru,
- w chwili zbocza narastającego i opadającego zmiana jest bardzo szybka, więc pochodna ma dużą wartość (dodatnią przy narastaniu i ujemną przy opadaniu).
To oznacza, że na wyjściu różniczkatora obserwuje się wąskie impulsy skojarzone ze zboczami prostokąta. Taki obraz przebiegu jest typowym "podpisem" układu różniczkującego.
Pozostałe odpowiedzi nie pasują do relacji między rysunkami:
- "Całkujący." dawałby efekt przeciwny: z prostokąta uzyskałby w przybliżeniu przebieg narastający/opadający (odcinki liniowe, rampa/"trójkąt"), bo całkowanie akumuluje wartość w czasie, a nie reaguje tylko na zbocza.
- "Odwracający." zmieniłby głównie znak i wzmocnienie sygnału (prostokąt pozostałby prostokątem, tylko odwróconym), nie wytwarzając impulsów na zboczach jako dominującej cechy.
- "Sumujący." służy do sumowania kilku wejść (ważonej sumy). Przy jednym wejściu nie tłumaczy powstania charakterystycznych impulsów odpowiadających pochodnej sygnału.
Wskazówka egzaminacyjna: gdy na wejściu jest prostokąt, a na wyjściu widać głównie reakcję na zbocza (krótkie impulsy), najczęściej chodzi o różniczkowanie. Gdy z prostokąta robi się rampa/trójkąt – to typowe dla całkowania.
