KWALIFIKACJA ELM2 - TEST WIEDZY NR 4

PYTANIE NR 17.
Rozważ następujący układ wzmacniacza operacyjnego:
Typ wzmacniacza operacyjnegoPodłączenie
NieinwerterWejście nieodwracające podłączone do źródła sygnału, wejście odwracające podłączone do wyjścia

Jaki będzie wynik tego podłączenia?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wejście nieodwracające jest podłączone do źródła sygnału, a wyjście jest podane na wejście odwracające, czyli tworzy się ujemne sprzężenie zwrotne. Taki układ pracuje w konfiguracji nieodwracającej (w praktyce często jako wtórnik o wzmocnieniu bliskim 1), więc nie jest ani integratorem, ani różniczkatorem.

Pełne wyjaśnienie:

Wzmacniacz operacyjny w typowych zastosowaniach pracuje z ujemnym sprzężeniem zwrotnym, które wymusza taki stan, aby napięcia na wejściach były możliwie równe (w granicach możliwości układu i zasilania). Jeżeli wejście nieodwracające (+) jest podłączone do źródła sygnału, a wejście odwracające (−) jest połączone z wyjściem, to wyjście "podąża" za sygnałem wejściowym bez odwracania fazy.

To jest konfiguracja nieodwracająca. Ponieważ w opisie nie ma żadnych dodatkowych elementów (rezystorów, kondensatorów) kształtujących wzmocnienie lub charakterystykę częstotliwościową, takie połączenie odpowiada w praktyce wtórnikowi napięciowemu (buforowi), czyli wzmocnieniu bliskiemu 1.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • Integrator wymaga elementu pojemnościowego w pętli sprzężenia (np. kondensatora), aby realizować całkowanie w czasie. Samo bezpośrednie połączenie wyjścia z wejściem odwracającym nie tworzy integratora.
  • Różniczkator również wymaga odpowiedniej sieci RC (zwykle kondensator na wejściu i rezystor w sprzężeniu lub odwrotnie) do realizacji różniczkowania. W podanym połączeniu nie ma elementów RC, więc ta funkcja nie zachodzi.
  • Wzmacniacz odwracający powstaje wtedy, gdy sygnał wejściowy podaje się na wejście odwracające (−), a wejście nieodwracające (+) jest na potencjale odniesienia (np. masa). Tutaj sygnał jest na wejściu nieodwracającym, więc faza nie zostaje odwrócona.

Wskazówka egzaminacyjna: najpierw sprawdź, na które wejście podano sygnał i czy jest ujemne sprzężenie. Dopiero potem oceniaj, czy układ może być integratorem/różniczkatorem (szukaj kondensatorów i rezystorów w torze sprzężenia lub na wejściu).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Ujemne sprzężenie zwrotne to podanie części sygnału z wyjścia na wejście odwracające (−) tak, aby układ korygował wyjście i zmniejszał różnicę napięć między wejściami. Dzięki temu wzmacniacz pracuje stabilnie w pętli zamkniętej i ma przewidywalne wzmocnienie.
Najprościej: sygnał wejściowy jest podany na wejście nieodwracające (+), a na wejściu odwracającym (−) jest sieć sprzężenia z wyjścia (np. bezpośrednie połączenie albo dzielnik rezystorowy). Taki układ nie odwraca fazy sygnału.
Gdy wyjście jest bezpośrednio połączone z wejściem (−), sprzężenie wymusza zbliżenie napięcia na (−) do napięcia na (+). Jeśli (+) dostaje sygnał, wyjście dostosowuje się tak, aby spełnić ten warunek, co skutkuje wzmocnieniem bliskim 1 i brakiem odwrócenia.
Integrator wymaga kondensatora w pętli sprzężenia (lub w odpowiedniej konfiguracji RC), przez co napięcie wyjściowe jest proporcjonalne do całki z sygnału wejściowego. Zwykły układ nieodwracający/wtórnik ma sprzężenie rezystancyjne lub bezpośrednie i nie realizuje całkowania.
Różniczkator wykorzystuje elementy RC tak, aby wyjście zależało od pochodnej sygnału wejściowego (zmian w czasie). Bez kondensatora i odpowiedniego rezystora układ nie będzie różniczkował. Samo połączenie wyjścia z wejściem (−) nie tworzy różniczkatora.
Częste są: mylenie wejść (+/−), ignorowanie faktu, że integrator/różniczkator wymaga kondensatora, oraz zakładanie "odwracania" tylko dlatego, że widać sprzężenie do wejścia (−). Warto zawsze sprawdzić, gdzie jest podany sygnał i jakie elementy są w pętli.
Wtórnik stosuje się, gdy trzeba odseparować źródło sygnału od obciążenia: np. czujnik o dużej impedancji, dzielnik napięcia, filtr lub potencjometr. Bufor zapewnia wysoką impedancję wejściową i niską wyjściową, ułatwiając uruchomienie i pomiary na PCB.
Najpierw porównaj połączenia z dokumentacją: wyjście powinno wracać do wejścia (−) przez ścieżkę/elementy sprzężenia. W pomiarach: brak nasycenia wyjścia i poprawne "podążanie" za sygnałem wejściowym wskazują na działające sprzężenie. Błędy często powodują nasycenie do szyny zasilania.
Nie. Układ nieodwracający może mieć wzmocnienie równe 1 (wtórnik) albo większe od 1, jeśli w sprzężeniu jest dzielnik rezystorowy. O tym decyduje sieć między wyjściem a wejściem (−), a nie samo to, że sygnał podano na wejście (+).
Spójrz, gdzie trafia sygnał: jeśli na (+), to układ jest nieodwracający; jeśli na (−), to odwracający (przy typowym sprzężeniu). Potem potwierdź to, szukając sprzężenia z wyjścia do wejścia (−). Ten nawyk zmniejsza ryzyko pomyłki w testach.
info

Około 82% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnio łatwe

Specjaliści zwracają uwagę: "Wejście nieodwracające jest podłączone do źródła sygnału, a wyjście jest podane na wejście odwracające, czyli tworzy się ujemne sprzężenie zwrotne."

Źródła:

  • Texas Instruments, "Op Amp Basics" (dokument szkoleniowy / PDF), https://www.ti.com/lit/an/sloa088/sloa088.pdf - dostęp 2026-02-18
  • Analog Devices, "A Beginner’s Guide to Op Amps" (artykuł/poradnik), https://www.analog.com/en/resources/analog-dialogue/articles/a-beginners-guide-to-op-amps.html - dostęp 2026-02-18
  • Wikipedia (pl), "Wzmacniacz operacyjny" (sekcje: konfiguracje: nieodwracająca, wtórnik), https://pl.wikipedia.org/wiki/Wzmacniacz_operacyjny - dostęp 2026-02-18

Materiały:

  • Noty aplikacyjne o podstawowych konfiguracjach wzmacniaczy operacyjnych (bufor, nieodwracający, odwracający)
  • Podręcznik elektroniki analogowej omawiający sprzężenie zwrotne
  • Materiały producentów (TI/Analog Devices) o pracy wzmacniacza operacyjnego w pętli zamkniętej

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego