KWALIFIKACJA ELM2 + ELM5 - CZERWIEC 2008

PYTANIE NR 10.
W generatorze z mostkiem Wiena, przedstawionym na rysunku, elementy R1, C1, R2, C2 tworzą układ
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny generatora z mostkiem Wiena.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Elementy R1, C1, R2, C2 w mostku Wiena tworzą częstotliwościowo selektywną sieć RC w pętli dodatniego sprzężenia zwrotnego.
Przy jednej częstotliwości sieć daje właściwą amplitudę i fazę sygnału, co spełnia warunek podtrzymania drgań w generatorze sinusoidalnym.

Pełne wyjaśnienie:

W generatorze (oscylatorze) z mostkiem Wiena cztery elementy: dwie rezystancje i dwa kondensatory tworzą klasyczną sieć RC typu mostek Wiena. Taka sieć jest włączona w torze dodatniego sprzężenia zwrotnego wzmacniacza i pełni rolę układu selektywnego częstotliwościowo.

Jej działanie można opisać tak:

  • dla jednej, "wybranej" częstotliwości sieć zapewnia odpowiedni przesuw fazy (wypadkowo ~0° w pętli) oraz określone tłumienie, dzięki czemu sygnał z wyjścia może wrócić na wejście w fazie i podtrzymywać drgania,
  • dla częstotliwości niższych i wyższych warunki fazowe oraz amplitudowe nie są spełnione, więc oscylacje są tłumione.

Dlatego poprawna jest odpowiedź "dodatniego sprzężenia zwrotnego": to właśnie ta gałąź w generatorze wybiera częstotliwość generacji i umożliwia spełnienie warunku generacji.

Pozostałe odpowiedzi są typowymi "pułapkami":

  • "polaryzacji wzmacniacza" – polaryzacja dotyczy ustawienia punktu pracy (np. dzielnikiem rezystorowym, źródłami prądowymi). Mostek Wiena nie służy do ustawiania punktu pracy, tylko do selekcji częstotliwości w pętli.
  • "filtru górnoprzepustowego" – pojedynczy filtr górnoprzepustowy przepuszcza wysokie częstotliwości i tłumi niskie. Mostek Wiena nie ma charakterystyki typowego "HPF", bo zawiera równocześnie człon różniczkujący i całkujący.
  • "filtru dolnoprzepustowego" – analogicznie, filtr dolnoprzepustowy przepuszcza niskie częstotliwości. Mostek Wiena nie jest typowym "LPF", ponieważ jego zadaniem jest wyraźne wyróżnienie jednej częstotliwości (zachowanie pasmowe), a nie tylko odcięcie góry pasma.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w oscylatorze widzisz mostek Wiena (układ 2R i 2C w konfiguracji "mostka"), to niemal zawsze jest to tor dodatniego sprzężenia odpowiedzialny za częstotliwość, a stabilizacją amplitudy zajmuje się osobny mechanizm (zwykle w torze ujemnego sprzężenia lub w elementach nieliniowych).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Mostek Wiena to sieć złożona z dwóch rezystorów i dwóch kondensatorów, która ma właściwości selektywne częstotliwościowo. W oscylatorze jest zwykle wpięta w tor dodatniego sprzężenia zwrotnego i "wybiera" częstotliwość generowanych drgań sinusoidalnych.
Bo część sygnału z wyjścia wraca przez tę sieć na wejście tak, aby dla jednej częstotliwości był w fazie z sygnałem wejściowym wzmacniacza. Taki powrót sygnału wzmacnia drgania zamiast je tłumić, czyli realizuje sprzężenie dodatnie.
Rezystory i kondensatory ustalają charakterystykę amplitudowo-fazową sieci. Ich wartości wpływają na częstotliwość, przy której przesunięcie fazy w pętli jest właściwe do podtrzymania drgań. Zmiana R lub C zmienia częstotliwość generatora.
Nie w prostym sensie. Pojedynczy filtr górnoprzepustowy głównie tłumi niskie częstotliwości, a przepuszcza wysokie. Mostek Wiena łączy człon "górnoprzepustowy" i "dolnoprzepustowy" tak, że wyróżnia jedną częstotliwość (zachowanie pasmowe) potrzebną w oscylatorze.
Nie. Filtr dolnoprzepustowy przepuszcza niskie częstotliwości, a tłumi wysokie. W mostku Wiena chodzi o to, aby tylko w okolicy jednej częstotliwości spełnić warunki fazy i amplitudy w pętli sprzężenia, a poza nią warunki były gorsze.
Sprzężenie dodatnie to takie, w którym sygnał zwrotny dodaje się do sygnału wejściowego (jest z nim zgodny fazowo), zwiększając wzmocnienie pętli. W generatorach umożliwia powstawanie i podtrzymanie drgań, jeśli spełnione są warunki amplitudy i fazy.
Tory polaryzacji ustawiają punkt pracy (często są to dzielniki rezystorowe, rezystory emiterowe/źródłowe, źródła prądowe). Mostek Wiena rozpoznasz po układzie 2R i 2C w specyficznej gałęzi sprzężenia, zwykle między wyjściem a wejściem wzmacniacza.
Gdy pętla spełnia warunek generacji: dla pewnej częstotliwości całkowite przesunięcie fazy wynosi w przybliżeniu 0° (lub 360°), a wzmocnienie pętli jest równe 1. Mostek Wiena pomaga spełnić warunek fazy, a układ wzmacniacza zapewnia odpowiednie wzmocnienie.
Najczęściej myli się sieć mostka z prostym filtrem RC (górno- lub dolnoprzepustowym) oraz przypisuje jej funkcję polaryzacji. Warto pamiętać: w oscylatorze mostek Wiena jest elementem selektywnym w pętli sprzężenia dodatniego, a nie układem ustawiania punktu pracy.
Utrwal rozpoznawanie bloków: wzmacniacz + dodatnie sprzężenie selektywne (RC/LC) + stabilizacja amplitudy. Przećwicz czytanie schematów: wskaż, którędy biegnie sprzężenie zwrotne i jakie elementy wybierają częstotliwość. Pomaga też analiza kilku typowych topologii oscylatorów.
info

Około 46% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Źródła:

  • Wikipedia: Wien bridge oscillator — https://en.wikipedia.org/wiki/Wien_bridge_oscillator (dostęp: 2026-02-28)
  • All About Circuits: Wien Bridge Oscillator — https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-8/wien-bridge-oscillator/ (dostęp: 2026-02-28)
  • Electronics Tutorials: Wien Bridge Oscillator — https://www.electronics-tutorials.ws/oscillator/wien_bridge.html (dostęp: 2026-02-28)

Materiały:

  • Podręcznik elektroniki analogowej: rozdział o sprzężeniu zwrotnym i generatorach RC
  • Notatki do egzaminu zawodowego: układy z wzmacniaczem operacyjnym (generator Wein/Wiena)
  • Ćwiczenia laboratoryjne: uruchamianie oscylatora z mostkiem Wiena i obserwacja wpływu R oraz C na częstotliwość

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego