KWALIFIKACJA ELM5 - CZERWIEC 2015

PYTANIE NR 11.
Do wyznaczenia współczynnika wypełnienia fali prostokątnej należy zastosować
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Współczynnik wypełnienia fali prostokątnej wynika z porównania czasu trwania stanu wysokiego (Ton) do całego okresu (T). Do takiego pomiaru potrzebny jest przyrząd pokazujący przebieg w czasie i umożliwiający odczyt Ton oraz T, czyli oscyloskop. Pozostałe przyrządy nie służą do pomiarów czasowych impulsów.

Pełne wyjaśnienie:

Współczynnik wypełnienia (duty cycle) fali prostokątnej opisuje, jaką część okresu sygnał pozostaje w stanie wysokim. W praktyce najczęściej rozumie się go jako zależność: wypełnienie = Ton / T, gdzie Ton to czas trwania impulsu (stan wysoki), a T to okres przebiegu.

Do wyznaczenia tej wielkości potrzebujesz więc pomiaru parametrów czasowych sygnału. Najwłaściwszym przyrządem jest oscyloskop elektroniczny, ponieważ:

  • wyświetla przebieg w funkcji czasu,
  • pozwala zmierzyć Ton i T kursorami lub funkcjami pomiarów automatycznych,
  • umożliwia ocenę kształtu sygnału (zbocza, zakłócenia), co bywa kluczowe przy prawidłowym wyznaczaniu wypełnienia.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "woltomierz m.cz." służy zasadniczo do pomiaru napięcia (np. wartości skutecznej/średniej w zależności od typu). Sam pomiar napięcia nie daje bezpośrednio informacji o tym, ile czasu sygnał jest w stanie wysokim, więc nie wyznacza wypełnienia.
  • "miernik współczynnika fali stojącej" dotyczy techniki w.cz. i linii transmisyjnych (dopasowania impedancyjnego, SWR/VSWR). To inny "współczynnik" niż wypełnienie przebiegu prostokątnego i inny obszar zastosowań.
  • "miernik zniekształceń nieliniowych" służy do oceny zniekształceń sygnałów (np. THD) i jakości torów analogowych. Nie jest narzędziem do pomiaru czasu trwania impulsu ani proporcji Ton do T.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli pytanie dotyczy częstotliwości, okresu, szerokości impulsu lub wypełnienia, myśl o oscyloskopie (lub liczniku/częstościomierzu z funkcją duty, jeśli jest wymieniony). Jeśli dotyczy napięcia/prądu – o woltomierzu/amperomierzu. Jeśli dotyczy dopasowania w.cz. – o SWR.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Współczynnik wypełnienia (duty cycle) to informacja, jaką część okresu sygnał prostokątny jest w stanie wysokim. Najczęściej liczy się go jako Ton/T i podaje w procentach. Jest kluczowy m.in. w sterowaniu PWM.
Najpierw ustaw stabilne wyzwalanie (trigger), aby przebieg stał w miejscu. Następnie użyj kursorów do odczytu Ton i T albo wybierz pomiar automatyczny "duty cycle". Wynik to proporcja czasu stanu wysokiego do okresu.
Wypełnienie zależy od czasów (szerokości impulsu i okresu), a oscyloskop pokazuje przebieg w funkcji czasu i pozwala te czasy bezpośrednio zmierzyć. Typowy woltomierz mierzy napięcie, a nie czas trwania impulsu, więc nie wyznaczy duty cycle.
Zwykle nie wprost. Woltomierz mierzy napięcie (np. wartość skuteczną/średnią), ale nie powie, jak długo sygnał jest "1" w każdym okresie. Teoretycznie można szacować wypełnienie z wartości średniej przy znanych poziomach, ale to zależy od założeń i nie jest typowym pomiarem egzaminacyjnym.
Potrzebujesz Ton (czas stanu wysokiego, szerokość impulsu) oraz T (okres sygnału). Wypełnienie to Ton/T (często w %). Oscyloskop pozwala odczytać oba parametry bezpośrednio z przebiegu lub z funkcji pomiarów automatycznych.
Miernik SWR (współczynnika fali stojącej) stosuje się w technice w.cz. do oceny dopasowania impedancyjnego linii i anten. Dotyczy odbić fali i strat mocy, a nie czasu trwania impulsu. Dlatego nie służy do wyznaczania wypełnienia przebiegu prostokątnego.
Najczęściej: złe ustawienie progu wyzwalania, szumy i zakłócenia na zboczach, zbyt mała częstotliwość próbkowania (w DSO), nieprawidłowa sonda (np. brak kompensacji), oraz zbyt mała szerokość pasma. Warto też dobrać właściwą podstawę czasu i czułość.
Wypełnienie jest podstawą sterowania PWM: regulacji mocy w zasilaczach impulsowych, sterowania prędkością silników, jasnością LED, grzaniem, a także generacji sygnałów sterujących w automatyce. Zmiana wypełnienia zmienia zwykle wartość średnią energii dostarczanej do obciążenia.
Częste pomyłki to mylenie Ton z Toff, odczyt z niewłaściwego okresu (brak stabilnego triggera), nieuwzględnienie, że wypełnienie podaje się w %, oraz wybór przyrządu mierzącego "współczynnik" z innej dziedziny (np. SWR). Pomaga zasada: wypełnienie = pomiar czasów.
Opanuj podstawy: ustawianie podstawy czasu i czułości, wyzwalanie, rodzaje sprzężenia, sondy 1×/10×, a także pomiary automatyczne (częstotliwość, okres, szerokość impulsu, duty). Warto przećwiczyć na realnym oscyloskopie odczyt Ton i T dla PWM.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 61% zdających egzamin. średnie

Według specjalistów z branży: "Współczynnik wypełnienia fali prostokątnej wynika z porównania czasu trwania stanu wysokiego (Ton) do całego okresu (T)."

Źródła:

  • Tektronix, "Duty Cycle Measurements" (opis pomiaru duty cycle oscyloskopem), https://www.tek.com/en/documents/primer/duty-cycle-measurements (dostęp 2026-03-01)
  • Keysight Technologies, "Oscilloscope Measurement Tutorials" (parametry impulsów, w tym duty cycle), https://www.keysight.com/us/en/assets/7018-03484/application-notes/5989-5721.pdf (dostęp 2026-03-01)
  • Rigol Technologies, "Oscilloscope User's Guide" (sekcja pomiarów automatycznych przebiegów impulsowych/duty cycle), https://beyondmeasure.rigoltech.com/acton/attachment/1579/f-00c3/1/-/-/-/-/DS1000Z_UserGuide_EN.pdf (dostęp 2026-03-01)

Materiały:

  • Podręcznik/rozdział o oscyloskopach: pomiary czasowe, kursory, automatyczne pomiary duty cycle
  • Materiały producentów oscyloskopów: poradniki pomiarów parametrów impulsów (pulse measurements)
  • Ćwiczenia laboratoryjne: pomiar okresu, częstotliwości, Ton i współczynnika wypełnienia sygnału PWM

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego