KWALIFIKACJA ELM2 - CZERWIEC 2018 (test 2)

PYTANIE NR 21.
Który rezystor w układzie wzmacniacza pokazanym na rysunku realizuje sprzężenie zwrotne?
Ilustracja przedstawia schemat układu wzmacniacza operacyjnego z czterema rezystorami oznaczonymi jako R1, R2, R3 i R4.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Rezystor sprzężenia zwrotnego to element w gałęzi łączącej wyjście wzmacniacza z jego wejściem (zwykle wejściem odwracającym), domykający pętlę sprzężenia i ustalający wzmocnienie. W pokazanym układzie taką funkcję pełni R2, bo znajduje się w torze powrotu sygnału z wyjścia do wejścia.

Pełne wyjaśnienie:

Sprzężenie zwrotne we wzmacniaczu występuje wtedy, gdy część sygnału z wyjścia jest doprowadzana z powrotem na wejście. W praktycznych układach (np. ze wzmacniaczem operacyjnym) realizuje się to najczęściej przez rezystor (lub dzielnik rezystorowy) połączony między wyjściem a odpowiednim węzłem wejściowym. Taki element tworzy pętlę sprzężenia i w typowych konfiguracjach determinuje wzmocnienie oraz stabilizuje pracę układu.

W przedstawionym schemacie rezystorem realizującym sprzężenie zwrotne jest R2, ponieważ to on stanowi połączenie w gałęzi powrotnej: prowadzi sygnał od strony wyjścia wzmacniacza do węzła wejściowego, zamykając pętlę sprzężenia. To właśnie ta cecha (połączenie wyjście → wejście) jest kryterium rozpoznania rezystora sprzężenia.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są nieprawidłowe?

  • R1 – zwykle pełni rolę rezystora wejściowego, polaryzacji lub elementu w torze sygnału wejściowego; jeśli nie łączy wyjścia z wejściem, nie tworzy sprzężenia.
  • R3 – może być częścią obciążenia, dzielnika lub elementem pomocniczym; bez połączenia od wyjścia do wejścia nie realizuje pętli sprzężenia.
  • R4 – analogicznie, jeśli znajduje się w innej gałęzi (np. do masy/zasilania lub jako obciążenie), nie spełnia definicji rezystora sprzężenia.

Wskazówka egzaminacyjna: najpierw odszukaj na rysunku węzeł wyjścia wzmacniacza, a potem prześledź, czy któryś z rezystorów prowadzi z tego węzła do węzła wejścia. Element domykający tę ścieżkę to sprzężenie zwrotne.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Sprzężenie zwrotne to doprowadzenie części sygnału z wyjścia z powrotem na wejście wzmacniacza. Najczęściej jest to sprzężenie ujemne, które stabilizuje pracę układu, zmniejsza zniekształcenia i pozwala ustalić wzmocnienie przez dobór elementów w pętli (np. rezystorów).
Znajdź węzeł wyjściowy wzmacniacza i sprawdź, który rezystor tworzy połączenie z powrotem do węzła wejściowego (często wejścia odwracającego). Rezystor w tej "drodze powrotnej" domyka pętlę i jest elementem sprzężenia zwrotnego.
Ujemne sprzężenie zwrotne poprawia stabilność i przewidywalność parametrów: zmniejsza wpływ rozrzutu elementów i temperatury, ogranicza zniekształcenia oraz poszerza pasmo. W zamian zwykle obniża wzmocnienie "otwartej pętli" do wartości kontrolowanej przez elementy sprzężenia.
Przerwanie pętli sprzężenia często powoduje, że wzmacniacz pracuje w otwartej pętli: może wejść w nasycenie, generować bardzo duże wzmocnienie, stać się niestabilny lub zacząć oscylować. W praktyce objawia się to błędnym poziomem sygnału, trzaskami lub brakiem poprawnej pracy.
Sam rezystor do masy nie jest "sprzężeniem", jeśli nie doprowadza sygnału z wyjścia na wejście. Bywa jednak częścią dzielnika sprzężenia (np. jeden rezystor od wyjścia do wejścia, drugi od wejścia do masy). Wtedy tylko gałąź zawierająca połączenie z wyjścia realizuje sprzężenie.
W typowych konfiguracjach wzmocnienie ustala para (lub układ) rezystorów tworzących pętlę sprzężenia: rezystor w gałęzi od wyjścia do wejścia oraz rezystor w gałęzi wejściowej (lub do masy). Ich stosunek determinuje wzmocnienie w konfiguracji odwracającej lub nieodwracającej.
W ujemnym sprzężeniu sygnał zwrotny przeciwdziała zmianom na wejściu, co stabilizuje wzmocnienie. W dodatnim sprzężeniu sygnał zwrotny wzmacnia zmianę, co może prowadzić do przełączania (komparatory z histerezą) albo do wzbudzenia oscylacji (generatory). Rozróżnienie zależy od znaku/toru sygnału.
Gdy urządzenie ma zbyt duże/małe wzmocnienie, zniekształca sygnał, "pływa" punkt pracy lub pojawiają się wzbudzenia. Wtedy kontroluje się elementy pętli: poprawność połączeń, luty, wartości rezystorów i kondensatorów w sprzężeniu, bo ich zmiana bezpośrednio wpływa na parametry.
Najczęściej zdający wybierają rezystor "najbliżej" wejścia lub wyjścia zamiast prześledzić faktyczne połączenia węzłów. Częsty błąd to pominięcie punktów połączeniowych i błędne uznanie, że linie się łączą. Pomaga zasada: sprzężenie musi łączyć wyjście z wejściem.
Ćwicz na prostych schematach wzmacniaczy: zaznaczaj kolorami węzeł wyjściowy i węzeł wejściowy, a potem odrysuj tylko te gałęzie, które je łączą. Warto też porównywać konfiguracje odwracającą i nieodwracającą oraz sprawdzać, gdzie fizycznie znajduje się rezystor od wyjścia do wejścia.
info

Około 49% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Według specjalistów z branży: "Rezystor sprzężenia zwrotnego to element w gałęzi łączącej wyjście wzmacniacza z jego wejściem (zwykle wejściem odwracającym), domykający pętlę sprzężenia i ustalający wzmocnienie."

Źródła:

  • Paul Horowitz, Winfield Hill, "Sztuka elektroniki" (The Art of Electronics), wydanie 3, rozdziały dotyczące wzmacniaczy operacyjnych i sprzężenia zwrotnego
  • Adel S. Sedra, Kenneth C. Smith, "Microelectronic Circuits", rozdziały dotyczące wzmacniaczy i ujemnego sprzężenia zwrotnego

Materiały:

  • Podręczniki podstaw elektroniki analogowej (wzmacniacze, sprzężenie zwrotne)
  • Notatki/artykuły o konfiguracjach wzmacniacza operacyjnego (odwracająca, nieodwracająca)
  • Ćwiczenia z czytania schematów: identyfikacja wejść/wyjść i pętli sprzężenia w prostych układach

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego