Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELM2 + ELM5 - STYCZEŃ 2013



PYTANIE NR 24.
Na wyjściu układu czasowego został wygenerowany przebieg przedstawiony na wykresie. Współczynnik wypełnienia τ tego przebiegu wynosi
Ilustracja przedstawia wykres przebiegu czasowego sygnału prostokątnego, który jest analizowany w kontekście egzaminu
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Współczynnik wypełnienia (τ) to stosunek czasu trwania stanu wysokiego do całego okresu: τ = tH/T · 100%. Z wykresu wynika, że stan wysoki trwa 1/4 okresu, więc τ = 1/4 · 100% = 25%. Pozostałe wartości nie odpowiadają tej proporcji czasowej.

Pełne wyjaśnienie:

Współczynnik wypełnienia (często nazywany także duty cycle, oznaczany m.in. jako D lub τ) opisuje, jaką część jednego okresu sygnału zajmuje stan aktywny (zwykle stan wysoki).

Definicja dla przebiegu prostokątnego jest prosta:

τ = (tH / T) · 100%, gdzie:

  • tH – czas trwania stanu wysokiego w jednym okresie,
  • T – okres sygnału (T = tH + tL),
  • tL – czas trwania stanu niskiego.

W zadaniu należy odczytać z wykresu relację tH do T. Jeżeli część "wysoka" przebiegu zajmuje jedną czwartą okresu, to:

τ = (1/4) · 100% = 25%.

Odpowiedzi 15%, 35% i 45% oznaczałyby odpowiednio, że stan wysoki trwałby 0,15T, 0,35T lub 0,45T. To inne proporcje czasu niż wynikają z przedstawionego przebiegu, więc nie pasują do odczytu z wykresu.

Wskazówka egzaminacyjna: najczęstsze pomyłki to liczenie wypełnienia z czasu stanu niskiego (tL/T) albo brak zamiany ułamka na procent. Zawsze sprawdź, czy liczysz "czas wysoki" oraz czy na końcu mnożysz przez 100%.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co to jest współczynnik wypełnienia (τ) przebiegu prostokątnego?
Współczynnik wypełnienia τ (duty cycle) to informacja, jaką część jednego okresu sygnału stanowi stan wysoki (aktywny). Liczy się go jako tH/T i zwykle podaje w procentach: τ = (tH/T) · 100%.
Jak obliczyć współczynnik wypełnienia z wykresu czasowego?
Z wykresu odczytaj czas trwania stanu wysokiego tH oraz cały okres T (od zbocza do kolejnego takiego samego zbocza). Następnie policz τ = (tH/T) · 100%. Kluczowe jest porównanie długości odcinków czasu, nie amplitudy.
Dlaczego wynik wypełnienia podaje się w procentach, a nie jako ułamek?
Ułamek (np. 0,25) i procent (25%) opisują to samo, ale w elektronice i w PWM częściej używa się procentów, bo łatwiej je interpretować przy nastawach sterowania. Na egzaminie uważaj: 0,25 = 25%, a nie 0,25%.
Jakie są typowe pomyłki przy liczeniu τ na egzaminie?
Najczęstsze błędy to: liczenie tL/T zamiast tH/T, mylenie okresu z częstotliwością, oraz brak przemnożenia przez 100%. Warto też upewnić się, że porównujesz czasy w tych samych jednostkach (np. ms do ms).
Czy współczynnik wypełnienia zależy od amplitudy sygnału?
Nie. Współczynnik wypełnienia opisuje wyłącznie proporcje czasowe (jak długo sygnał jest w stanie wysokim w jednym okresie). Amplituda wpływa na poziomy napięć, ale nie zmienia definicji τ. Dlatego z wykresu patrz na oś czasu, nie na wysokość impulsu.
Kiedy w praktyce elektronika używa się wypełnienia PWM?
PWM i wypełnienie stosuje się m.in. do regulacji jasności LED, sterowania silnikami DC, generowania napięć średnich w przetwornicach i sterowania grzałkami. Zmieniając τ, zmieniasz "udział" czasu załączenia w każdym okresie, co wpływa na efekt średni.
Jak odróżnić okres T od czasu impulsu tH na wykresie?
T to czas od początku jednego cyklu do początku następnego takiego samego cyklu (np. od narastającego zbocza do kolejnego narastającego). tH to tylko fragment tego czasu, gdy sygnał ma stan wysoki. Zawsze najpierw znajdź powtarzalność przebiegu, potem mierz część "wysoką".
Czy wypełnienie 50% zawsze oznacza idealnie symetryczny przebieg?
Tak w sensie czasu: 50% oznacza, że tH = tL i sygnał jest czasowo symetryczny w jednym okresie. Nie oznacza to jednak nic o amplitudzie czy kształcie zboczy. Na egzaminie ważne jest, że 50% wynika z równości odcinków czasu wysokiego i niskiego.
Jakie znaczenie ma wypełnienie w układach czasowych i generatorach?
Wypełnienie mówi, jak długo wyjście układu czasowego jest w stanie aktywnym w każdym cyklu. Ma to znaczenie np. w sterowaniu, próbkowaniu i synchronizacji. W generatorach astabilnych zmiana elementów RC może zmieniać zarówno częstotliwość, jak i τ.
Jak szybko sprawdzić poprawność wyniku τ bez dokładnych obliczeń?
Porównaj "na oko" długość stanu wysokiego do całego okresu: jeśli impuls zajmuje około 1/2 okresu, celujesz w 50%; jeśli około 1/4, to 25%; jeśli jest bardzo krótki, wynik będzie bliski 0%. To szybka kontrola, która pomaga wyłapać pomyłki rzędu 10–20 punktów procentowych.
info

Około 59% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Eksperci podkreślają: "Współczynnik wypełnienia (τ) to stosunek czasu trwania stanu wysokiego do całego okresu: τ = tH/T · 100%."

Źródła:

  • Paul Horowitz, Winfield Hill, "The Art of Electronics", 3rd edition, Cambridge University Press, 2015 (zagadnienia: przebiegi prostokątne, parametry czasowe, duty cycle).
  • Adel S. Sedra, Kenneth C. Smith, "Microelectronic Circuits", 7th edition, Oxford University Press, 2014 (zagadnienia: sygnały okresowe, definicje parametrów czasowych).
  • Thomas L. Floyd, "Digital Fundamentals", 11th edition, Pearson, 2015 (zagadnienia: przebiegi cyfrowe, czasy trwania stanów, współczynnik wypełnienia).

Materiały:

  • Podręcznik z podstaw elektroniki/cyfrowej: rozdział o przebiegach prostokątnych i parametrach czasowych
  • Materiały dydaktyczne do PWM i generatorów przebiegów (ćwiczenia z odczytu tH, tL, T z wykresów)
  • Zestawy zadań egzaminacyjnych z obliczania częstotliwości i wypełnienia na podstawie wykresów
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego