KWALIFIKACJA ELM2 + ELM5 - CZERWIEC 2010

PYTANIE NR 7.
Na rysunku przedstawiono schemat zastępczy dla składowej zmiennej generatora
Ilustracja przedstawia schemat zastępczy generatora Colpittsa, który jest używany w kontekście egzaminu zawodowego dla
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Generator Colpittsa rozpoznaje się po tym, że sprzężenie zwrotne realizuje dzielnik pojemnościowy (dwa kondensatory), współpracujący z indukcyjnością w obwodzie rezonansowym LC. Hartley ma dzielnik indukcyjny, Meissner zwykle wykorzystuje transformatorowe sprzężenie, a mostek Wiena jest generatorem RC.

Pełne wyjaśnienie:

W generatorach sinusoidalnych kluczowe jest rozpoznanie, jak zbudowana jest pętla sprzężenia zwrotnego i z jakich elementów wynika warunek wzbudzenia drgań.

Odpowiedź "Colpittsa." jest właściwa wtedy, gdy na schemacie (dla składowej zmiennej) widać obwód rezonansowy typu LC, w którym:

  • występuje cewka (indukcyjność) tworząca wraz z pojemnością częstotliwość rezonansową,
  • sprzężenie zwrotne jest pobierane z dzielnika pojemnościowego, czyli dwóch kondensatorów połączonych tak, by napięcie z ich podziału wracało na wejście elementu aktywnego.

To właśnie dzielnik z kondensatorów jest najbardziej charakterystyczną cechą Colpittsa (w odróżnieniu od innych generatorów).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "Hartleya." – w generatorze Hartleya sprzężenie realizuje dzielnik indukcyjny (odczep na cewce lub dwie cewki), a nie dzielnik z kondensatorów. Jeśli na rysunku dominują dwa kondensatory tworzące podział, to nie jest Hartley.
  • "Meissnera." – układ Meissnera kojarzy się z transformatorowym (indukcyjnym) sprzężeniem zwrotnym, często z dwiema sprzężonymi cewkami. Brak takiego charakterystycznego sprzężenia przemawia przeciw tej odpowiedzi.
  • "z motkiem Wiena." – mostek Wiena to generator RC (sieć rezystorów i kondensatorów w konfiguracji mostka), zwykle bez cewki w obwodzie częstotliwościowym. Jeśli schemat jest LC, to mostek Wiena nie pasuje.

Wskazówka egzaminacyjna: najpierw ustal, czy układ częstotliwościowy jest LC czy RC, a dopiero potem sprawdź, czy dzielnik sprzężenia jest pojemnościowy (Colpitts) czy indukcyjny (Hartley).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Generator Colpittsa to generator sinusoidalny LC, w którym sprzężenie zwrotne realizuje dzielnik pojemnościowy z dwóch kondensatorów. Cewka wraz z pojemnością zastępczą kondensatorów ustala częstotliwość drgań.
Szukaj obwodu rezonansowego LC oraz dwóch kondensatorów tworzących dzielnik napięcia, z którego pobierane jest sprzężenie zwrotne do elementu aktywnego (tranzystora lub wzmacniacza).
Różnica dotyczy sposobu sprzężenia: w Colpittsie jest dzielnik pojemnościowy (dwa kondensatory), a w Hartleyu dzielnik indukcyjny (odczep na cewce lub dwie cewki). Oba są generatorami LC.
Mostek Wiena pracuje w oparciu o sieć RC (rezystory i kondensatory w układzie mostkowym), więc zwykle nie potrzebuje cewki. Stabilizację amplitudy realizuje się innymi metodami niż w typowych generatorach LC.
To schemat analizowany dla sygnałów zmiennych: źródła stałe traktuje się jako masę (dla AC), a elementy sprzęgające i odsprzęgające uwzględnia się zgodnie z ich impedancją. Ułatwia to ocenę pętli sprzężenia w generatorze.
W klasycznej postaci tak, bo to one tworzą dzielnik pojemnościowy. W praktyce spotyka się też warianty, gdzie jeden z kondensatorów jest realizowany pojemnościami pasożytniczymi, ale idea dzielnika pojemnościowego pozostaje.
O częstotliwości decyduje obwód rezonansowy: indukcyjność oraz pojemność zastępcza wynikająca z dwóch kondensatorów dzielnika. Zmiana L lub C powoduje zmianę częstotliwości drgań.
Bo oba układy są generatorami LC i na schemacie mogą wyglądać podobnie. Najczęstsza pomyłka polega na nieodróżnieniu, czy "dzielnik" w sprzężeniu zwrotnym jest zrobiony z kondensatorów czy z cewki z odczepem.
Typowe błędy to: nieuwzględnienie, że to schemat dla składowej zmiennej (źródła DC jako masa), pomijanie elementów odsprzęgających oraz skupienie się na samym obwodzie LC bez sprawdzenia, skąd dokładnie wraca sygnał sprzężenia.
Warto zrobić krótką tabelę cech: Colpitts = dzielnik pojemnościowy, Hartley = dzielnik indukcyjny, Wien = mostek RC, Meissner = sprzężenie transformatorowe. Potem ćwicz na kilku schematach z dokumentacji serwisowej.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 42% zdających egzamin. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Generator Colpittsa rozpoznaje się po tym, że sprzężenie zwrotne realizuje dzielnik pojemnościowy (dwa kondensatory), współpracujący z indukcyjnością w obwodzie rezonansowym LC."

Źródła:

  • Paul Horowitz, Winfield Hill, "The Art of Electronics", 3rd edition, rozdział o oscylatorach sinusoidalnych (LC/RC).
  • Adel S. Sedra, Kenneth C. Smith, "Microelectronic Circuits", rozdział dotyczący generatorów sinusoidalnych i kryterium Barkhausena.
  • Robert L. Boylestad, Louis Nashelsky, "Electronic Devices and Circuit Theory", rozdział o generatorach (Colpitts, Hartley, Wien).

Materiały:

  • Rozdziały z podręczników o generatorach sinusoidalnych (LC i RC)
  • Notatki/ściągi: cechy rozpoznawcze Colpitts vs Hartley vs Wien
  • Ćwiczenia: analiza pętli sprzężenia zwrotnego w generatorach

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego