KWALIFIKACJA ELM2 + ELM5 - CZERWIEC 2014

PYTANIE NR 32.
W wyniku pomiarów pasma przenoszenia wzmacniacza wyznaczono dolną częstotliwość graniczną fd = 0,1 Hz i górną częstotliwość graniczną fg = 150 Hz. Jest to wzmacniacz
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Pasmo 0,1–150 Hz obejmuje zakres 20–150 Hz, czyli niskie częstotliwości słyszalne (bas). Dlatego jest to wzmacniacz dla dolnej części pasma akustycznego. Określenie "szerokopasmowy" nie pasuje, bo szerokopasmowość wiąże się zwykle z bardzo wysoką górną częstotliwością graniczną (często rzędu kHz/MHz).

Pełne wyjaśnienie:

W pomiarach wzmacniaczy częstotliwości graniczne fd i fg wyznaczają zakres, w którym układ przenosi sygnały bez istotnego spadku wzmocnienia (typowo do poziomu granicznego, np. -3 dB). Jeśli z pomiaru otrzymano fd = 0,1 Hz oraz fg = 150 Hz, to wzmacniacz skutecznie przenosi sygnały od bardzo niskich częstotliwości aż do 150 Hz.

Kluczowe jest odniesienie tego wyniku do pasma akustycznego człowieka, przyjmowanego w przybliżeniu jako 20 Hz–20 kHz. Odcinek od ok. 20 Hz do kilkuset herców (często podaje się rząd 300–500 Hz) traktuje się jako dolną część pasma akustycznego – obszar basu i niskich tonów. Ponieważ górna częstotliwość graniczna wynosi 150 Hz, wzmacniacz nie przenosi wyższych składowych audio (średnich i wysokich tonów), a obejmuje istotny fragment niskich częstotliwości: 20–150 Hz. Stąd poprawna klasyfikacja to "dla dolnej części pasma akustycznego".

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "dla górnej części pasma akustycznego" – górna część pasma audio to częstotliwości rzędu kilku–kilkunastu kHz. Wzmacniacz z fg=150 Hz kończy pracę dużo wcześniej, więc nie spełnia tego kryterium.
  • "szerokopasmowy" – w elektronice szerokopasmowość wiąże się z dużą szerokością pasma i zwykle bardzo wysoką fg (często setki kHz lub MHz, zależnie od zastosowania). Tutaj szerokość pasma jest mała (około 150 Hz), więc określenie "szerokopasmowy" jest mylące. Bardzo niskie fd (0,1 Hz) może występować w torach audio dla ograniczenia zniekształceń/ przesunięć fazowych przy basie, ale nie czyni układu szerokopasmowym, jeśli fg pozostaje niska.
  • "selektywny" – wzmacniacz selektywny (w praktyce: układ o wąskim paśmie wokół częstotliwości środkowej, jak w torach rezonansowych) wzmacnia wybrany, wąski zakres wokół pewnej częstotliwości, a nie "od prawie zera do 150 Hz". Podany wynik odpowiada raczej torowi niskoczęstotliwościowemu niż selektywnemu rezonansowo.

Wskazówka egzaminacyjna: w pytaniach o pasmo zawsze porównuj fg z granicami pasma akustycznego (20 Hz–20 kHz). To zwykle fg najszybciej pokazuje, czy układ przeniesie tony średnie i wysokie, czy tylko bas.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Dolna częstotliwość graniczna fd to taka częstotliwość, poniżej której wzmocnienie toru zaczyna wyraźnie spadać względem pasma środkowego (często przyjmuje się punkt graniczny -3 dB). Mówi, jak "nisko" wzmacniacz potrafi przenosić sygnał bez istotnego tłumienia.
Górna częstotliwość graniczna fg wyznacza, do jakiej częstotliwości wzmacniacz zachowuje prawie stałe wzmocnienie. Powyżej fg wzmocnienie maleje (i zwykle rośnie przesunięcie fazowe), więc sygnały wyższe są tłumione. To kluczowy parametr przy ocenie torów audio i pomiarowych.
W praktyce szkolnej i technicznej przyjmuje się, że pasmo akustyczne (słyszalne) dla człowieka wynosi w przybliżeniu 20 Hz–20 kHz. Poniżej 20 Hz są infradźwięki, a powyżej 20 kHz ultradźwięki. Granice są orientacyjne i zależą m.in. od wieku oraz poziomu sygnału.
Zakres 20–150 Hz mieści się blisko dolnej granicy słyszalności (ok. 20 Hz) i odpowiada niskim tonom, potocznie "basom". W audio dolna część pasma obejmuje zwykle częstotliwości od kilkudziesięciu herców do kilkuset herców, zanim zaczynają dominować tony średnie.
Nie w typowym znaczeniu elektroniki. "Szerokopasmowy" kojarzy się z bardzo dużą szerokością pasma i wysoką fg (często setki kHz lub MHz). Tutaj fg=150 Hz, więc pasmo jest wąskie i ograniczone do niskich częstotliwości. Niskie fd samo w sobie nie wystarcza do uznania układu za szerokopasmowy.
Pasmo przenoszenia schodzące poniżej 20 Hz bywa stosowane, aby poprawić zachowanie toru w pobliżu granicy słyszalności. Może to zmniejszać niekorzystne efekty przy niskich częstotliwościach (np. związane ze sprzęganiem pojemnościowym) i zapewniać "zapas" dla basu, mimo że infradźwięków nie słyszymy.
Wzmacniacz selektywny wzmacnia głównie wąski zakres częstotliwości wokół pewnej częstotliwości (np. w torach rezonansowych, radiowych). Nie jest to zwykle charakterystyka "od bardzo niskich częstotliwości do jakiejś granicy", tylko pasmo skupione wokół środka. Dlatego nie każdy "wąski" zakres automatycznie oznacza selektywność.
Porównaj fg z 20 kHz oraz z typowym podziałem na niskie/średnie/wysokie tony. Jeśli fg jest rzędu setek herców, tor nie przeniesie średnich i wysokich tonów, więc dotyczy dolnej części pasma. Jeśli fg sięga kHz–dziesiątek kHz, wtedy rozważ pełne pasmo audio lub jego górną część.
Najczęstszy błąd to utożsamienie bardzo małego fd z "szerokopasmowością" i pominięcie ograniczenia przez fg. Drugi błąd to brak odniesienia do pasma słyszalnego 20 Hz–20 kHz i zgadywanie "górna/dolna część" bez porównania wartości liczbowych. Warto też uważać na mylenie "selektywności" z dowolnie wąskim pasmem.
Takie pasmo jest typowe dla torów niskotonowych, gdzie nie trzeba przenosić średnich i wysokich częstotliwości. Przykłady to wzmacniacze do subwooferów lub wydzielonych kanałów basowych. W serwisie audio parametr fg w tym zakresie sugeruje, że układ jest przeznaczony do pracy z niskimi tonami, a nie jako wzmacniacz pełnopasmowy.
info

Statystycznie 52% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Eksperci podkreślają: "Pasmo 0,1–150 Hz obejmuje zakres 20–150 Hz, czyli niskie częstotliwości słyszalne (bas)."

Źródła:

  • Wikipedia: "Audio frequency" (zakres słyszalności i pasmo akustyczne), https://en.wikipedia.org/wiki/Audio_frequency - dostęp 2026-02-28
  • Sedra, Smith: "Microelectronic Circuits" (rozdziały o odpowiedzi częstotliwościowej i częstotliwościach granicznych wzmacniaczy), Oxford University Press, wydanie zależne od programu (np. 7th ed.), sekcja dot. frequency response
  • Horowitz, Hill: "The Art of Electronics" (opis pasma przenoszenia, pojęcie szerokopasmowości/wideband w praktyce układów), Cambridge University Press, wydanie zależne od programu (np. 3rd ed.), część dot. AC/frequency response

Materiały:

  • Podręcznik podstaw elektroniki analogowej: charakterystyki częstotliwościowe wzmacniaczy
  • Materiały szkolne/CKE dotyczące pomiarów wzmacniaczy i interpretacji pasma przenoszenia
  • Ćwiczenia laboratoryjne: wyznaczanie fd i fg metodą pomiaru amplitudy w funkcji częstotliwości

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego