KWALIFIKACJA ELM5 - CZERWIEC 2021

PYTANIE NR 29.
We wzmacniaczu przeciwsobnym klasy B doszło do uszkodzenia jednego z elementów. Wskaż uszkodzony element wiedząc, że na wejście wzmacniacza podłączono napięcie sinusoidalnie zmienne.
Ilustracja przedstawia schemat wzmacniacza przeciwsobnego klasy B, co jest związane z kwalifikacją zawodową technika
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
We wzmacniaczu przeciwsobnym klasy B każdy tranzystor wzmacnia tylko jedną półfalę sygnału. Jeśli na przebiegu prądu wyjściowego io widoczne są wyłącznie dodatnie półfale, oznacza to, że gałąź dla półfali ujemnej nie przewodzi. Uszkodzony jest więc element odpowiedzialny za ujemne półfale: T2.

Pełne wyjaśnienie:

Wzmacniacz przeciwsobny klasy B (push-pull) pracuje tak, że dwa tranzystory przewodzą naprzemiennie. Dzięki temu w stanie spoczynku pobór mocy jest mały, a przy sygnale sinusoidalnym każdy tranzystor "obsługuje" swoją część okresu.

W typowej konfiguracji komplementarnej:

  • tranzystor T1 (NPN) przewodzi w czasie dodatniej półfali napięcia wejściowego i dostarcza prąd do obciążenia,
  • tranzystor T2 (PNP) przewodzi w czasie ujemnej półfali i zapewnia przepływ prądu w tej części cyklu.

Na wykresie prądu wyjściowego io widać przebieg złożony tylko z dodatnich połówek sinusoidy, a w miejscach, gdzie powinna występować część ujemna, prąd spada do zera. Taki objaw oznacza, że układ zachowuje się jak "jednopołówkowy" – działa wyłącznie gałąź odpowiedzialna za dodatnią półfalę, a gałąź ujemna nie przewodzi.

Skoro dodatnie półfale są obecne, to T1 realizuje swoją funkcję. Brak ujemnych półfal wskazuje na niesprawność elementu odpowiedzialnego za przewodzenie w ujemnej połówce, czyli T2 (często jest to przerwa lub brak wysterowania tej gałęzi).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują do tego objawu?

  • T1: jego uszkodzenie typowo dawałoby sytuację odwrotną, czyli brak dodatnich półfal (pozostawałyby tylko ujemne lub zera).
  • C (kondensator sprzęgający): jego uszkodzenie częściej powoduje silne osłabienie/zanik sygnału sterującego obu tranzystorów, a nie selektywny zanik tylko jednej półfali.
  • RO (rezystor obciążenia): przerwa w obciążeniu zmienia warunki prądowe, ale nie "wycina" konsekwentnie jednej, konkretnej półfali przy prawidłowej drugiej.

W praktyce serwisowej taka analiza przebiegu na oscyloskopie jest szybkim sposobem zawężenia poszukiwań do konkretnej gałęzi stopnia końcowego.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
To stopień mocy (push-pull), w którym dwa elementy czynne pracują naprzemiennie: jeden przewodzi dla dodatniej półfali, drugi dla ujemnej. Dzięki temu prąd spoczynkowy jest mały, a obciążenie dostaje pełny przebieg po złożeniu obu półfal.
Na przebiegu io widać wtedy tylko dodatnie "garby" sinusoidy, a w miejscach, gdzie powinna być część ujemna, sygnał leży na zerze. Taki kształt przypomina sinusoidę wyprostowaną jednopołówkowo.
W układzie komplementarnym klasy B jeden tranzystor odpowiada za dodatnią półfalę, a drugi za ujemną. Jeśli dodatnie półfale są obecne, gałąź dodatnia działa. Zanik ujemnej części oznacza, że gałąź ujemna nie przewodzi, więc podejrzany jest T2.
Najczęściej obserwuje się sytuację odwrotną niż w pytaniu: znikają dodatnie półfale (albo są silnie zredukowane), a ujemne nadal się pojawiają. W przebiegu widać wtedy tylko ujemne "połówki" lub odcinki zerowe zamiast dodatnich.
Zwykle nie jest to objaw najbardziej typowy. Kondensator sprzęgający częściej powoduje osłabienie lub zanik sterowania obu gałęzi, przesunięcia składowej stałej albo brak sygnału na bazach. Selektywny zanik jednej półfali częściej wiąże się z jedną gałęzią (tranzystorem).
Przy przerwie obciążenia prąd io może spaść do zera lub być mocno ograniczony, ale nie musi to skutkować "wycięciem" tylko jednej półfali. W praktyce pojawiają się też nietypowe stany napięciowe, więc diagnoza wymaga pomiarów w kilku punktach układu.
W praktyce serwisowej sprawdza się: obecność sygnału sterującego na bazie, spadki napięć na złączach, ciągłość połączeń oraz zachowanie prądu/napięcia na wyjściu przy małym sygnale. Pomocne jest też porównanie z symetryczną gałęzią (T1).
Najczęściej myli się: który tranzystor odpowiada za daną półfalę, oraz traktuje zniekształcenie jednopołówkowe jak efekt "prostowania" zamiast awarii jednej gałęzi. Błędem bywa też pomijanie faktu, że obecność jednej półfali oznacza sprawność drugiej gałęzi.
W takim układzie elementy są dobrane komplementarnie: NPN przewodzi, gdy baza jest odpowiednio dodatnia względem emitera, a PNP przewodzi przy sterowaniu w przeciwną stronę. Dzięki temu jedna gałąź "ciągnie" przebieg w górę (dodatnia półfala), a druga "ciągnie" w dół (ujemna półfala).
Ćwicz rozpoznawanie klas pracy i ról elementów (kto przewodzi dla której półfali) oraz analizę typowych zniekształceń na oscyloskopie. Dobrze działa metoda: najpierw identyfikuj, której półfali brakuje, a potem przypisz brak do konkretnej gałęzi stopnia końcowego.
info

Około 47% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Według specjalistów z branży: "We wzmacniaczu przeciwsobnym klasy B każdy tranzystor wzmacnia tylko jedną półfalę sygnału."

Źródła:

  • Wikipedia: "Push–pull output" (opis działania stopnia przeciwsobnego i przewodzenia półfal) https://en.wikipedia.org/wiki/Push%E2%80%93pull_output - dostęp 2026-02-27
  • Wikipedia: "Power amplifier" (sekcje o klasach pracy, w tym class B i zniekształceniach) https://en.wikipedia.org/wiki/Power_amplifier - dostęp 2026-02-27
  • Sedra, Smith: "Microelectronic Circuits" (rozdziały o wzmacniaczach mocy i stopniach push-pull klasy B), wydania akademickie – źródło książkowe, weryfikowalne bibliograficznie

Materiały:

  • Podręczniki do elektroniki analogowej (rozdziały o wzmacniaczach mocy i klasach pracy A/B/AB)
  • Instrukcje i ćwiczenia laboratoryjne z oscyloskopu (interpretacja przebiegów i zniekształceń)
  • Notatki/opracowania dotyczące układów push-pull oraz tranzystorów komplementarnych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego