KWALIFIKACJA ELM2 + ELM5 - CZERWIEC 2009

PYTANIE NR 34.
Zmiana parametrów elementów R i C, w przedstawionym na rysunku układzie, wpływa na
Ilustracja przedstawia schemat układu elektronicznego z wykorzystaniem układu scalonego 74121, który jest monostabilnym
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Rezystor R i kondensator C tworzą obwód czasowy RC, którego stała czasowa decyduje o tym, jak długo utrzymuje się stan aktywny na wyjściu układu impulsowego. Zmieniając R lub C, zmieniasz ładowanie/rozładowanie kondensatora, a więc przede wszystkim czas trwania impulsu wyjściowego.

Pełne wyjaśnienie:

W wielu układach impulsowych (np. generatorach monostabilnych) elementy R i C tworzą tor czasowy, w którym kondensator ładuje się lub rozładowuje przez rezystor. Taki obwód opisuje stała czasowa RC. To właśnie przebieg napięcia na kondensatorze jest porównywany z progami wewnętrznymi układu (np. komparatorami), co wyznacza moment zakończenia impulsu.

Dlatego odpowiedź "czas trwania impulsu wyjściowego." jest właściwa: zmiana wartości R i/lub C zmienia szybkość narastania lub opadania napięcia na kondensatorze, a w konsekwencji szerokość/czas trwania impulsu pojawiającego się na wyjściu.

Pozostałe odpowiedzi są typowymi dystraktorami:

  • "czułość wejścia A1" oraz "czułość wejścia A2" sugerują, że R i C regulują próg lub wzmocnienie wejścia. W klasycznych układach monostabilnych R i C nie służą do ustawiania "czułości" wejść wyzwalających, tylko do odmierzania czasu po zadziałaniu wyzwolenia.
  • "stopień synchronizacji wejściem B" odnosi się do sposobu wyzwalania lub synchronizacji sygnałów wejściowych. Choć układ może mieć różne wejścia wyzwalające, to zmiana R i C nie jest typową metodą regulacji synchronizacji; wpływa głównie na parametr czasowy impulsu na wyjściu po zadziałaniu wyzwolenia.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w schemacie widzisz parę R–C podłączoną do wejścia układu czasowego, traktuj ją jako "nastawę czasu". W pierwszej kolejności łącz ją z pojęciami: stała czasowa, opóźnienie, szerokość impulsu, czas podtrzymania stanu wyjścia.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Stała czasowa RC (często opisywana jako iloczyn R i C) określa tempo zmian napięcia na kondensatorze podczas ładowania lub rozładowania przez rezystor. Im większe R lub C, tym wolniejsza zmiana napięcia i tym dłuższe zjawiska czasowe w układach impulsowych.
Zwiększenie wartości R zwykle wydłuża czas ładowania/rozładowania kondensatora, więc impuls na wyjściu trwa dłużej. Zmniejszenie R przyspiesza proces i skraca impuls. Dokładna zależność (współczynnik) zależy od konkretnego układu z rysunku i jego progów.
Większa pojemność C oznacza, że kondensator magazynuje więcej ładunku, więc jego napięcie zmienia się wolniej przy tym samym prądzie przez R. W praktyce w układach monostabilnych prowadzi to do wydłużenia impulsu. Mniejsza pojemność zwykle skraca czas impulsu.
Ponieważ nie służą głównie do wzmocnienia sygnału, lecz do "odmierzania czasu" przez kontrolę tempa zmian napięcia na kondensatorze. Układ wewnętrzny (np. komparatory) wykrywa osiągnięcie progu i wtedy przełącza wyjście, co bezpośrednio wiąże RC z czasem impulsu.
To czas, przez jaki na wyjściu utrzymuje się stan aktywny (np. "1" logiczna) po zadziałaniu wyzwolenia. W praktyce decyduje o długości sygnału sterującego, czasie resetu, czasie podtrzymania przekaźnika lub długości impulsu dla dalszych bloków cyfrowych.
Zwykle nie w sensie "czułości" rozumianej jako próg zadziałania. Wejścia wyzwalające mają określone poziomy logiczne/progi, a tor RC służy do kształtowania czasu po wyzwoleniu. Wyjątki mogą wynikać ze specyficznej topologii, ale w typowych monostabilach RC wyznacza czas impulsu.
Stosuje się go, gdy z krótkiego bodźca wejściowego trzeba uzyskać impuls o kontrolowanej szerokości: generacja resetu po włączeniu zasilania, eliminacja drgań styków (debounce), opóźnienie reakcji, wydłużenie impulsu z czujnika lub dopasowanie czasu sterowania do elementu wykonawczego.
Najczęściej R i C są połączone w parę (RC) i dochodzą do pinów opisanych jako "Cext/Rext", "timing", "threshold", "discharge" lub podobnie. Jeśli obok jest układ generujący impuls (monostabil), to obecność RC przy tych pinach prawie zawsze oznacza nastawę czasu trwania impulsu.
Bo oba pojęcia są związane z przebiegami czasowymi, ale dotyczą czego innego. Czas impulsu to parametr wyjścia po wyzwoleniu, a synchronizacja dotyczy relacji fazy/czasu między sygnałami wejściowymi. RC w monostabilu najczęściej ustawia długość impulsu, nie "stopień synchronizacji".
Najczęstsze to: zastosowanie kondensatora o złej pojemności (pomyłka kodu), duża tolerancja elementów, niewłaściwy typ kondensatora (np. upływność), zła polaryzacja elektrolitu oraz zimne luty powodujące zmienny kontakt. To wszystko wpływa na efektywną stałą czasową i stabilność impulsu.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 43% zdających egzamin. trudne

Eksperci podkreślają: "Rezystor R i kondensator C tworzą obwód czasowy RC, którego stała czasowa decyduje o tym, jak długo utrzymuje się stan aktywny na wyjściu układu impulsowego."

Źródła:

  • Texas Instruments, "SN74121 Monostable Multivibrator with Clear and Complementary Outputs" (datasheet) – opis zależności czasu impulsu od elementów RC, https://www.ti.com/lit/ (wyszukać dokument SN74121) - dostęp 2026-03-01
  • Nexperia, "74HC123; 74HCT123 Dual retriggerable monostable multivibrator" (Product data sheet) – charakterystyki czasowe i wpływ REXT/CEXT na szerokość impulsu, https://assets.nexperia.com/documents/data-sheet/74HC_HCT123.pdf - dostęp 2026-03-01
  • Paul Horowitz, Winfield Hill, "The Art of Electronics", rozdziały o obwodach RC i generatorach impulsów (monostabilnych), Cambridge University Press (wydanie zależne od posiadanego) – źródło wiedzy ogólnej z elektroniki

Materiały:

  • Karty katalogowe (datasheet) popularnych układów monostabilnych z zależnością t=f(R,C)
  • Podręczniki z elektroniki analogowej/cyfrowej opisujące stałą czasową RC i generatory impulsów
  • Zadania ćwiczeniowe z doboru R i C do uzyskania wymaganej szerokości impulsu

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego