KWALIFIKACJA MOT2 - STYCZEŃ 2016

PYTANIE NR 17.
Który oscylogram przedstawia przebieg sterujący o następujących parametrach amplitudowo-czasowych, tzn. Upp = 4 V, f = 5 kHz, ww - 50%?
Ilustracja przedstawia cztery oscylogramy oznaczone literami A, B, C i D, które są wykorzystywane w kontekście egzaminu
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Poprawny oscylogram musi przedstawiać przebieg prostokątny o Upp = 4 V oraz f = 5 kHz, czyli okres T = 1/f = 0,2 ms. Wypełnienie 50% oznacza, że stan wysoki trwa połowę okresu (Ton = 0,1 ms). Tylko odpowiedź "A" spełnia jednocześnie warunek wysokości i skali czasu.

Pełne wyjaśnienie:

Aby dobrać właściwy oscylogram, trzeba jednocześnie sprawdzić parametry amplitudowe i czasowe przebiegu.

1) Upp = 4 V (napięcie międzyszczytowe)
Upp to różnica między poziomem maksymalnym i minimalnym sygnału widocznego na ekranie oscyloskopu. Dla przebiegu prostokątnego oznacza to "wysokość" skoku napięcia od dołu do góry. Na rysunku poprawny przebieg musi więc mieć rozpiętość 4 V przy uwzględnieniu ustawienia V/div (nie wystarczy ocena "na oko", liczy się suma działek razy V/div).

2) f = 5 kHz (częstotliwość)
Częstotliwość 5 kHz oznacza, że sygnał wykonuje 5000 okresów na sekundę. Okres wynosi:
T = 1/f = 1/5000 s = 0,0002 s = 0,2 ms.
Na oscylogramie poprawna odpowiedź musi więc pokazywać, że jeden pełny cykl (od zbocza do analogicznego zbocza) trwa 0,2 ms zgodnie z nastawą s/div.

3) ww = 50% (współczynnik wypełnienia)
Wypełnienie 50% mówi, że czas stanu wysokiego jest równy czasowi stanu niskiego w jednym okresie. Dla T = 0,2 ms otrzymujemy:
Ton = 0,5·T = 0,1 ms oraz Toff = 0,1 ms.
Poprawny oscylogram musi mieć więc symetryczny przebieg w osi czasu (połowa okresu "wysoko", połowa "nisko").

Dlaczego pozostałe oscylogramy są błędne?

  • Jeśli przebieg ma inną wysokość (np. 2 V lub 8 V), nie spełnia warunku Upp = 4 V.
  • Jeśli okres jest inny niż 0,2 ms (np. wyraźnie dłuższy/krótszy przy tej samej skali czasu), nie spełnia warunku f = 5 kHz.
  • Jeśli czas stanu wysokiego różni się od połowy okresu (np. 20% lub 80%), nie spełnia warunku wypełnienia 50%.

Odpowiedź "A" jest poprawna, bo jako jedyna jednocześnie zgadza się z Upp, z okresem wynikającym z 5 kHz oraz z symetrią wypełnienia 50%.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Upp to napięcie międzyszczytowe, czyli różnica między wartością maksymalną i minimalną przebiegu. Odczytuje się je licząc liczbę działek w pionie między "dołem" a "górą" sygnału i mnożąc przez ustawienie V/div. W przebiegu prostokątnym to po prostu wysokość impulsu.
Okres liczy się ze wzoru T = 1/f. Dla 5 kHz: 5 kHz = 5000 Hz, więc T = 1/5000 s = 0,0002 s = 0,2 ms. Na oscylogramie jeden pełny cykl powinien zajmować 0,2 ms zgodnie z ustawieniem s/div.
Wypełnienie 50% oznacza, że czas stanu wysokiego jest równy czasowi stanu niskiego w każdym okresie. Czyli Ton = T/2 i Toff = T/2. Na ekranie oscyloskopu widać to jako symetrię: impuls "wysoki" trwa dokładnie połowę długości jednego cyklu.
Upp to różnica między maksimum a minimum przebiegu, niezależnie od położenia względem masy lub zera. Amplituda względem masy bywa liczona od poziomu odniesienia do maksimum. Dla sygnału przesuniętego (np. 1–5 V) Upp nadal wynosi 4 V, choć poziom minimalny nie jest równy 0 V.
Najczęściej pomija się skalę czasu i wybiera przebieg na podstawie wyglądu. Drugi błąd to pomylenie kHz z Hz, przez co okres wychodzi 1000× większy. Częsty jest też błąd interpretacji wypełnienia: 50% dotyczy czasu trwania stanu wysokiego, a nie "połowy napięcia".
Tak. Wystarczy zmierzyć na siatce ekranu czas trwania stanu wysokiego Ton oraz cały okres T. Potem liczysz D = Ton/T · 100%. Dla wypełnienia 50% Ton powinien być równy połowie okresu, czyli zajmować tyle samo działek co Toff.
Kluczowa jest skala pozioma s/div. Dla 5 kHz okres to 0,2 ms, więc cykle są "gęste" w czasie. Dla 500 Hz okres wynosi 2 ms i przebieg będzie 10× bardziej rozciągnięty. Zawsze policz działki na jeden okres i przemnóż przez s/div.
Przebiegi prostokątne o częstotliwości rzędu kHz mogą pojawiać się jako sygnały sterujące w elektronice mocy i w układach mechatronicznych (sterowniki, przetwornice, niektóre sterowania PWM). Wypełnienie 50% bywa wartością testową lub stanem pośrednim, ale zawsze trzeba to potwierdzić dokumentacją układu.
Dla Upp ustaw czułość pionową tak, aby przebieg zajmował kilka działek (np. 3–6), bez obcinania szczytów. Dla częstotliwości ustaw podstawę czasu tak, aby widzieć kilka okresów jednocześnie. Stabilny obraz zapewnia prawidłowy trigger (zbocze narastające/opadające i właściwy poziom).
Nie zawsze. Dla przebiegu 0–4 V i wypełnienia 50% napięcie średnie wyniesie 2 V, ale jeśli przebieg jest przesunięty (np. 1–5 V), średnia będzie inna. Wypełnienie mówi o proporcji czasu w stanie wysokim, a napięcie średnie zależy jeszcze od poziomów napięć "góra/dół".
info

Statystycznie 47% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Poprawny oscylogram musi przedstawiać przebieg prostokątny o Upp = 4 V oraz f = 5 kHz, czyli okres T = 1/f = 0,2 ms."

Źródła:

  • Tektronix, "Duty Cycle", opis pojęcia i zależności dla przebiegów prostokątnych: https://www.tek.com/en/documents/primer/duty-cycle (dostęp: 2026-03-04)
  • Keysight, "Oscilloscope Measurements (Amplitude, Frequency, Period)" – podstawy pomiaru amplitudy i częstotliwości na oscyloskopie: https://www.keysight.com/us/en/assets/7018-06753/application-notes/5989-0898.pdf (dostęp: 2026-03-04)
  • Wikipedia (PL), "Napięcie międzyszczytowe" (Upp) – definicja i interpretacja: https://pl.wikipedia.org/wiki/Napi%C4%99cie_mi%C4%99dzyszczytowe (dostęp: 2026-03-04)

Materiały:

  • Instrukcja obsługi oscyloskopu (sekcje: pomiar Upp, częstotliwości, duty cycle)
  • Materiały producentów oscyloskopów o pomiarach przebiegów prostokątnych i PWM
  • Podstawy elektrotechniki/elektroniki: przebiegi okresowe, parametry czasowo-amplitudowe

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego