KWALIFIKACJA INF1 - CZERWIEC 2013

PYTANIE NR 23.
Na początku i końcu toru transmisyjnego zmierzono amplitudy sygnału okresowego o stałej częstotliwości. Wyniosły one odpowiednio U1=100 mV i U2=10 mV. Jaka jest tłumienie toru dla tej częstotliwości?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Tłumienie amplitudowe liczy się ze wzoru A[dB]=20·log10(U1/U2), bo podano napięcia (amplitudy).
Dla U1=100 mV i U2=10 mV iloraz wynosi 10, więc log10(10)=1.
Stąd A=20·1=20 dB, czyli spadek amplitudy 10× odpowiada 20 dB.

Pełne wyjaśnienie:

Tłumienie toru transmisyjnego w decybelach opisuje, jak bardzo sygnał słabnie między wejściem a wyjściem. Ponieważ w zadaniu podano amplitudy napięcia (U1 i U2), stosuje się wzór amplitudowy:

A[dB] = 20·log10(U1/U2)

Współczynnik 20 (a nie 10) wynika z tego, że moc jest proporcjonalna do kwadratu amplitudy. Wzór 10·log10(P1/P2) dotyczy porównywania mocy, a nie bezpośrednio napięcia/prądu.

Krok 1: oblicz stosunek amplitud: U1/U2 = 100 mV / 10 mV = 10. Jednostki skracają się, bo liczymy iloraz.

Krok 2: policz logarytm dziesiętny: log10(10) = 1.

Krok 3: podstaw do wzoru: A = 20·1 = 20 dB.

Odpowiedź "20 dB" jest więc poprawna: dziesięciokrotny spadek amplitudy odpowiada 20 dB tłumienia. Pozostałe wartości są typowymi wynikami błędów:

  • "10 dB" często wynika z użycia wzoru dla mocy (10·log10) mimo że dane są amplitudami.
  • "2 dB" i "1 dB" to zaniżone wyniki, pojawiające się przy myleniu skali logarytmicznej z liniową lub przy błędnym obliczeniu logarytmu.

W praktyce telekomunikacyjnej takie obliczenia służą do szybkiej oceny strat w kablu, złączach i całym torze dla danej częstotliwości. Dodatkowo warto pamiętać, że aby pomiar był porównywalny, warunki pomiarowe (m.in. impedancje) powinny być właściwie dobrane.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Tłumienie w dB to logarytmiczna miara spadku sygnału między wejściem a wyjściem toru. Wyraża się je jako stosunek dwóch wielkości (np. napięć lub mocy). Skala dB ułatwia porównania i pozwala dodawać tłumienia kolejnych elementów toru.
Dla amplitud napięcia (lub prądu) używa się wzoru A[dB]=20·log10(U1/U2). Najpierw liczysz iloraz U1/U2 (bez jednostek), potem logarytm dziesiętny i mnożysz przez 20. To standardowe podejście w telekomunikacji.
Wzór 10·log10 dotyczy stosunku mocy. Dla napięcia/prądu stosuje się 20·log10, bo moc jest proporcjonalna do kwadratu amplitudy. To najczęstszy punkt, w którym uczniowie mylą wzory i zaniżają wynik o połowę.
Tak, jeśli porównujesz amplitudy napięcia w tych samych warunkach pomiaru, bo stosunek wynosi 10:1, a 20·log10(10)=20 dB. Gdyby zamiast napięcia porównywać moce, wynik także dałby 10 dB dla mocy 10:1, ale to inna wielkość.
Przy amplitudzie: spadek 2× to ok. 6 dB, spadek 10× to 20 dB, spadek 100× to 40 dB. Takie wartości pomagają szybko oszacować wyniki bez kalkulatora. Na egzaminie często wystarczy rozpoznać stosunek 10:1.
Najczęściej: użycie 10·log10 zamiast 20·log10 dla napięcia, policzenie różnicy U1−U2 zamiast ilorazu U1/U2, pomylenie kierunku (wejście/wyjście) oraz błędne obliczenie log10. Pomaga sprawdzenie: czy wynik ma sens dla spadku 10×.
Tak. To jedna z głównych zalet skali dB: tłumienia kolejnych odcinków kabla, złącz czy splitterów dodaje się arytmetycznie. W skali liniowej musiałbyś mnożyć współczynniki, co jest mniej wygodne w obliczeniach i diagnostyce torów.
Gdy sygnał na wyjściu jest mniejszy niż na wejściu (U2 < U1), mówimy o tłumieniu i otrzymujesz dodatnią wartość A[dB] dla wzoru 20·log10(U1/U2). Gdy U2 > U1, wynik byłby ujemny w tej konwencji i oznacza wzmocnienie.
Tak, bo napięcie zależy od obciążenia. Aby porównanie U1 i U2 było miarodajne, warunki pomiaru powinny być porównywalne (np. dopasowanie impedancji, ten sam sposób podłączenia miernika). W praktyce używa się mierników poziomu sygnału i ustalonych standardów pomiaru.
Ćwicz rozpoznawanie, czy dane dotyczą amplitudy (U, I) czy mocy (P), a potem dobór wzoru 20·log10 lub 10·log10. Naucz się kilku stosunków (2×, 10×, 100×) i sprawdzaj wynik "na zdrowy rozsądek". To znacząco ogranicza błędy rachunkowe.
info

Statystycznie 68% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Źródła:

  • Wikipedia: "Decybel" – wzory na poziom w dB dla mocy i dla amplitudy (20·log10), https://pl.wikipedia.org/wiki/Decybel (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia: "Tłumienie (telekomunikacja)" – pojęcie tłumienia i użycie dB, https://pl.wikipedia.org/wiki/T%C5%82umienie (dostęp: 2026-02-27)

Materiały:

  • Podręczniki z podstaw telekomunikacji (tłumienie, wzmocnienie, dB)
  • Materiały szkolne z logarytmów i przekształceń matematycznych używanych w elektronice/telekomunikacji
  • Dokumentacja i instrukcje mierników poziomu sygnału (interpretacja dB, dBm, dBµV)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego