KWALIFIKACJA INF1 - CZERWIEC 2015

PYTANIE NR 25.
Na rysunku przedstawiono przetwornik C/A z rezystancyjnym dzielnikiem napięcia. Blok oznaczony symbolem 1 jest
Ilustracja przedstawia schemat blokowy przetwornika cyfrowo-analogowego (C/A) z rezystancyjnym dzielnikiem napięcia.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Bufor cyfrowy w przetworniku C/A z dzielnikiem rezystancyjnym separuje źródło sygnałów logicznych od obciążenia sieci rezystorów, poprawia wydajność prądową i stabilność poziomów logicznych. Nie służy do pomiaru stanów (analizator) ani do przełączania linii jak typowy multiplekser.

Pełne wyjaśnienie:

W przetworniku C/A z rezystancyjnym dzielnikiem napięcia (np. rozwiązania oparte o drabinkę rezystorową lub segmenty rezystorów) sygnały cyfrowe sterują tym, które gałęzie sieci są dołączane do odniesienia/masy. Taki układ "widzi" od strony wejść cyfrowych określone obciążenie oraz wymaga stabilnych poziomów logicznych.

Dlaczego poprawne jest "buforem cyfrowym"?
Bufor cyfrowy pełni rolę pośrednika między logiką sterującą (np. rejestrem) a właściwą częścią wykonawczą DAC. Jego typowe zadania to:

  • odciążenie poprzedniego stopnia (mniejsze wymagania prądowe dla źródła sygnału),
  • zapewnienie odpowiedniej zdolności sterowania wejściami kolejnych elementów (np. kluczami tranzystorowymi sterującymi siecią rezystorową),
  • poprawa integralności sygnału: ostrzejsze zbocza, mniejszy wpływ zakłóceń, stabilniejsze poziomy logiczne.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?
"Analizatorem stanów logicznych" jest przyrząd pomiarowy (zewnętrzny) służący do obserwacji przebiegów cyfrowych, a nie typowy blok funkcjonalny wewnątrz DAC. Taki element nie realizuje konwersji ani buforowania w układzie przetwornika.
"Wzmacniaczem sygnałów cyfrowych" bywa potocznie mylony z buforem, ale wzmacniacz w znaczeniu ścisłym odnosi się do wzmocnienia (najczęściej analogowego) lub do układów o określonych parametrach toru; w DAC na wejściu zwykle potrzebne jest buforowanie/kształtowanie poziomów, a nie "wzmacnianie" w sensie funkcji wzmacniacza.
"Multiplekserem" byłby układ wybierający jedno z wielu wejść i przekazujący je na wyjście. W DAC elementy przełączające mogą występować, ale blok nazwany/będący multiplekserem ma charakter selektora sygnałów, a bufor pełni funkcję izolacji i wysterowania.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli na schemacie widzisz blok pomiędzy logiką a "cięższym" obciążeniem (np. siecią rezystorów/kluczami), a jego rola nie polega na wyborze jednej linii z wielu, to najczęściej jest to bufor/driver.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Przetwornik C/A (DAC) zamienia kod cyfrowy na sygnał analogowy, zwykle napięcie lub prąd. Dzięki temu urządzenie cyfrowe może sterować "analogowym światem", np. poziomem audio, napięciem odniesienia, regulacją w zasilaczu lub generacją sygnałów testowych.
Taki DAC wykorzystuje sieć rezystorów, która tworzy podział napięcia odniesienia. Sygnały cyfrowe sterują dołączaniem odpowiednich punktów/gałęzi (przez klucze), a na wyjściu powstaje napięcie zależne od kodu. Dokładność zależy m.in. od tolerancji rezystorów i stabilności odniesienia.
Bufor cyfrowy izoluje logikę sterującą od obciążenia kolejnego stopnia (np. kluczy i sieci rezystorów). Zapewnia lepszą zdolność prądową, stabilniejsze poziomy logiczne i mniejszą podatność na zakłócenia. To poprawia niezawodność działania całego toru konwersji.
Bufor przekazuje sygnał (czasem go odwraca) i głównie wzmacnia zdolność sterowania oraz separuje obciążenie. Multiplekser wybiera jeden z wielu sygnałów wejściowych na podstawie linii adresowych. Jeśli nie ma selekcji "1 z N", to częściej jest to bufor niż multiplekser.
Zwykle nie. Analizator stanów logicznych to przyrząd pomiarowy używany w diagnostyce, a nie funkcjonalny element wewnątrz przetwornika C/A. W schematach urządzeń spotyka się natomiast bufory, rejestry, bramki oraz klucze tranzystorowe sterujące siecią rezystorów.
Najczęściej jest to prostokątny blok umieszczony między częścią sterującą (logika/rejestr) a elementem wymagającym wysterowania (np. klucze, linie, sieć rezystorów). Wskazówką są opisy typu "buffer/driver" oraz brak wejść adresowych typowych dla multipleksera.
Częsty błąd to zgadywanie po nazwie (np. mylenie bufora ze "wzmacniaczem") bez analizy funkcji bloku. Inny błąd to automatyczne wskazanie multipleksera, gdy widzi się wiele linii, mimo że nie ma selekcji. Pomaga sprawdzanie: czy blok wybiera sygnał, czy tylko go przekazuje i odciąża źródło.
DAC występuje m.in. w torach audio (telefony, interkomy), w urządzeniach pomiarowych i diagnostycznych, w modułach sterowania (ustawianie napięć/progów) oraz w układach generacji sygnałów. Monter powinien rozumieć ich podstawy przy wymianie modułów i wstępnej diagnostyce.
Pośrednio tak: bufor stabilizuje sterowanie kluczami i zmniejsza ryzyko błędów logicznych, co ogranicza zakłócenia przełączeń i niepewne stany na wejściach sieci rezystorów. Dokładność statyczna zależy głównie od rezystorów i odniesienia, ale stabilna logika pomaga uniknąć dodatkowych zniekształceń.
Ćwicz na prostych schematach: rozpoznawaj, które bloki są "sterujące" (rejestr, bramki), które "wykonawcze" (klucze, drabinka rezystorów), a które "pośrednie" (bufor/driver). Zwracaj uwagę na liczbę wejść/wyjść i na to, czy występują linie adresowe (typowe dla multipleksera).
info

Około 50% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Bufor cyfrowy w przetworniku C/A z dzielnikiem rezystancyjnym separuje źródło sygnałów logicznych od obciążenia sieci rezystorów, poprawia wydajność prądową i stabilność poziomów logicznych."

Źródła:

  • Analog Devices, "MT-015: Basic DAC Architectures I: String DAC and R-2R DAC" (tutorial), https://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-015.pdf - accessed 2026-03-01
  • Texas Instruments, "DAC Basics: Architecture and Key Specifications" (application report/training material), https://www.ti.com/lit/ - accessed 2026-03-01
  • Paul Horowitz, Winfield Hill, "The Art of Electronics", 3rd edition, rozdziały o układach cyfrowych i konwersji C/A (DAC), Cambridge University Press, 2015

Materiały:

  • Noty aplikacyjne o architekturach DAC (R-2R, dzielniki rezystorowe) i buforowaniu wyjść
  • Podręcznik do podstaw elektroniki cyfrowej (bramki, bufory, poziomy logiczne)
  • Zadania egzaminacyjne z rozpoznawania bloków funkcjonalnych na schematach

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego