KWALIFIKACJA ELM5 - STYCZEŃ 2025

PYTANIE NR 3.
Komparator służy do
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Komparator to układ, którego zadaniem jest porównanie dwóch napięć na wejściach i ustawienie wyjścia zależnie od tego, które napięcie jest większe. Nie służy on do wzmacniania, filtrowania ani sumowania sygnałów — to funkcje innych bloków analogowych.

Pełne wyjaśnienie:

Komparator jest układem elektronicznym przeznaczonym do porównywania dwóch napięć (lub poziomów sygnału) doprowadzonych do jego wejść. Wynikiem porównania jest zwykle sygnał wyjściowy o dwóch stanach, który informuje, które napięcie jest większe (np. czy napięcie mierzone przekroczyło próg odniesienia).

Odpowiedź "porównania dwóch napięć" jest poprawna, ponieważ to właśnie porównanie wejść (wejście sygnałowe i wejście odniesienia) stanowi podstawową funkcję komparatora. W praktyce wykorzystuje się to m.in. w detektorach progowych, układach nadzoru zasilania, alarmach, sterowaniu oraz w generatorach wykorzystujących dodatnie sprzężenie zwrotne (histerezę).

Pozostałe odpowiedzi opisują inne bloki funkcjonalne:

  • "wzmacniania sygnału" dotyczy wzmacniaczy (np. wzmacniacza operacyjnego pracującego w pętli sprzężenia zwrotnego). Komparator nie jest projektowany do liniowego wzmacniania — interesuje go relacja napięć, a nie wierne odwzorowanie amplitudy.
  • "filtrowania napięć" odnosi się do filtrów (RC, aktywnych, cyfrowych), które tłumią wybrane składowe częstotliwościowe. Komparator nie realizuje selekcji pasma, tylko decyzję progową.
  • "sumowania dwóch sygnałów" to funkcja sumatora (np. układ z wzmacniaczem operacyjnym w konfiguracji sumującej). Sam fakt posiadania dwóch wejść nie oznacza dodawania — w komparatorze wejścia są porównywane.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w zadaniu pojawia się słowo "próg", "większe/mniejsze", "odniesienie" lub "stan wysoki/niski" jako wynik, najczęściej chodzi o komparator.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Komparator to układ, który porównuje dwa napięcia na wejściach i na wyjściu sygnalizuje wynik porównania (np. stan wysoki, gdy napięcie na wejściu nieodwracającym jest większe od odniesienia). Najczęściej służy do detekcji progu.
Układ analizuje, które z dwóch napięć wejściowych jest większe. Gdy napięcie sygnału przekroczy napięcie odniesienia, wyjście przełącza stan. Dzięki temu komparator zamienia informację analogową (poziom) na decyzję dwustanową.
Wzmacnianie zakłada pracę liniową i zwykle sprzężenie zwrotne, aby wiernie odwzorować kształt sygnału. Komparator pracuje w trybie przełączającym: interesuje go tylko to, które napięcie jest większe, a nie dokładna amplituda na wyjściu.
Tak, w prostych zastosowaniach używa się wzmacniacza operacyjnego jako komparatora, ale nie zawsze jest to optymalne. Dedykowane komparatory są projektowane do szybkiego przełączania i odpowiednich poziomów wyjściowych, co bywa kluczowe w praktyce.
Typowe zastosowania to: wykrywanie przekroczenia napięcia (alarm), kontrola minimalnego/maksymalnego poziomu zasilania, sterowanie przekaźnikiem lub tranzystorem po przekroczeniu progu oraz proste przetwarzanie sygnału analogowego na logiczny.
Histereza oznacza dwa różne progi przełączania (dla narastania i opadania sygnału). Stosuje się ją, aby uniknąć "drżenia" wyjścia przy zakłóceniach i szumie, gdy napięcie wejściowe jest blisko progu odniesienia.
Komparator porównuje dwa napięcia i daje wynik typu "większe/mniejsze". Sumator natomiast dodaje sygnały (np. w konfiguracji wzmacniacza operacyjnego sumującego) i na wyjściu tworzy ich kombinację algebraiczną, a nie decyzję progową.
Filtr stosuje się, gdy celem jest tłumienie zakłóceń lub wybór pasma częstotliwości (np. usunięcie szumu, wygładzenie). Komparator stosuje się, gdy trzeba podjąć decyzję na podstawie poziomu sygnału, np. wykryć przekroczenie ustalonego progu.
Sygnały typu "napięcie odniesienia", "próg", "większe/mniejsze", "przełącza stan" lub opis wyjścia jako dwustanowego sugerują komparator. Jeśli zadanie mówi o dodawaniu, filtrowaniu albo wzmocnieniu liniowym, chodzi o inne układy.
Najczęściej myli się komparator ze wzmacniaczem operacyjnym (bo mają podobne symbole) albo zakłada, że dwa wejścia oznaczają "sumowanie". Warto pamiętać: komparator = porównanie poziomów, a wynik to informacja o relacji między wejściami.
info

Około 81% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnio łatwe

Specjaliści zwracają uwagę: "Komparator to układ, którego zadaniem jest porównanie dwóch napięć na wejściach i ustawienie wyjścia zależnie od tego, które napięcie jest większe."

Źródła:

  • Texas Instruments, "What is a comparator?", https://www.ti.com/amplifier-circuit/comparators/overview.html - dostęp 2026-03-01
  • Analog Devices, MT-101: "Basics of Operational Amplifier Stability" (kontekst: różnice trybu pracy i ograniczenia w porównaniu do komparatorów), https://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-101.pdf - dostęp 2026-03-01
  • Wikipedia (pl), "Komparator", https://pl.wikipedia.org/wiki/Komparator - dostęp 2026-03-01

Materiały:

  • Noty katalogowe i aplikacyjne układów komparatorów (opis działania, parametry, przykłady aplikacji)
  • Podręcznik z elektroniki analogowej: wzmacniacze operacyjne i komparatory
  • Ćwiczenia laboratoryjne: układ komparatora progowego i komparator z histerezą (przerzutnik Schmitta)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego