KWALIFIKACJA ELM3 - CZERWIEC 2021

PYTANIE NR 25.
Filtr dolnoprzepustowy
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Filtr dolnoprzepustowy jest układem selektywnym częstotliwościowo: przepuszcza (z małym tłumieniem) składowe o częstotliwości mniejszej od częstotliwości granicznej, a składowe wyższe od granicznej tłumi. Dlatego poprawny opis odnosi się do "przepuszczania" niższych częstotliwości.

Pełne wyjaśnienie:

Filtr dolnoprzepustowy (ang. low-pass) to układ, którego zadaniem jest przepuszczenie niskich częstotliwości oraz tłumienie wysokich częstotliwości. W praktyce oznacza to, że dla sygnałów sinusoidalnych o częstotliwości mniejszej od częstotliwości granicznej (często rozumianej jako punkt graniczny pasma przepustowego) sygnał na wyjściu ma amplitudę zbliżoną do wejściowej, czyli przechodzi z niewielkim osłabieniem.

Dlaczego poprawna jest odpowiedź:
Stwierdzenie, że filtr dolnoprzepustowy "przepuszcza sygnały sinusoidalne o częstotliwości mniejszej od częstotliwości granicznej" trafnie opisuje jego funkcję: niskie częstotliwości należą do pasma przepustowego.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne:

  • "wzmacnia … o częstotliwości mniejszej …" – filtr sam z definicji nie musi wzmacniać. Może mieć wzmocnienie mniejsze, równe lub (w filtrach aktywnych) większe od 1, ale istotą jest selekcja pasma, a nie "wzmacnianie" jako cecha definicyjna.
  • "przepuszcza … o częstotliwości większej …" – to opis filtru górnoprzepustowego, czyli układu działającego odwrotnie: przepuszcza wysokie częstotliwości, a tłumi niskie.
  • "tłumi … o częstotliwości mniejszej …" – to także cecha filtru górnoprzepustowego (tłumienie niskich częstotliwości), więc stoi w sprzeczności z nazwą "dolnoprzepustowy".

Wskazówka egzaminacyjna: nazwa filtru zwykle odpowiada temu, co przechodzi przez układ: dolno-przepustowy → przepuszcza dolne (niższe) częstotliwości, górno-przepustowy → przepuszcza wyższe. W mechatronice ma to znaczenie np. przy wygładzaniu sygnałów z czujników, gdzie usuwa się szybkie zakłócenia (wysokie częstotliwości).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Filtr dolnoprzepustowy to układ, który przepuszcza sygnały o niskich częstotliwościach, a tłumi składowe o częstotliwościach wysokich. W mechatronice stosuje się go m.in. do wygładzania sygnałów z czujników i ograniczania wpływu zakłóceń wysokoczęstotliwościowych.
Sprawdź, które częstotliwości są przepuszczane: dolnoprzepustowy przepuszcza częstotliwości mniejsze od granicznej, a górnoprzepustowy – większe. Jeśli w opisie pojawia się "tłumienie niskich", to zwykle chodzi o filtr górnoprzepustowy.
Częstotliwość graniczna jest umowną granicą między pasmem, które filtr przepuszcza, a pasmem, które tłumi. Dzięki niej można jednoznacznie opisać działanie filtru i porównywać różne układy filtrujące w torach pomiarowych lub sterowania.
Nie. Filtr z definicji selekcjonuje częstotliwości, a nie "zawsze wzmacnia". Filtry pasywne (np. RC) zwykle nie mają wzmocnienia większego od 1, natomiast filtry aktywne mogą mieć wzmocnienie, ale nie jest to cecha konieczna do bycia filtrem dolnoprzepustowym.
Najczęściej służy do redukcji szumu i wygładzania sygnałów: np. sygnału z czujnika położenia, nacisku lub temperatury. Pomaga też ograniczać zakłócenia przed przetwornikiem A/C, aby pomiar był stabilniejszy i mniej "poszarpany".
Typowe błędy to odwrócenie nierówności (mniejsza/większa od granicznej) oraz mylenie "przepuszcza" z "tłumi". Często też mylnie zakłada się, że filtr musi wzmacniać sygnał, choć zwykle chodzi o osłabianie zakłóceń poza pasmem.
Pasmo przepustowe to zakres częstotliwości, które filtr przenosi z małym tłumieniem (dla dolnoprzepustowego: niskie częstotliwości). Pasmo zaporowe to zakres, w którym filtr silnie tłumi sygnał (dla dolnoprzepustowego: częstotliwości wysokie).
Sygnał sinusoidalny o częstotliwości wyższej od granicznej jest na wyjściu osłabiany, czyli ma mniejszą amplitudę (jest tłumiony). To właśnie mechanizm, który pozwala usuwać szybkie zakłócenia i pozostawiać wolniej zmieniającą się składową użyteczną.
Tak. Zbyt "mocne" filtrowanie (zbyt niska częstotliwość graniczna) może nadmiernie wygładzać sygnał i wprowadzać opóźnienie, przez co regulator reaguje wolniej. Dlatego dobór filtru to kompromis: mniej szumu vs szybsza reakcja układu.
Opanuj definicje: dolnoprzepustowy vs górnoprzepustowy, pasmo przepustowe/zaporowe oraz znaczenie częstotliwości granicznej. Ćwicz na przykładach opisowych: "co filtr przepuszcza, co tłumi" oraz na prostych układach RC i ich działaniu w torze pomiarowym.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 73% zdających egzamin. średnio łatwe

Według specjalistów z branży: "Dlatego poprawny opis odnosi się do "przepuszczania" niższych częstotliwości."

Źródła:

  • Paul Horowitz, Winfield Hill, "Sztuka elektroniki", tom 1, rozdziały o filtrach i układach RC (wydania polskie, różne edycje) – część dot. filtrów dolno- i górnoprzepustowych
  • Adel S. Sedra, Kenneth C. Smith, "Mikroelektronika", rozdziały o odpowiedzi częstotliwościowej i filtrach (wydania polskie) – definicje pasma przepustowego i częstotliwości granicznej

Materiały:

  • Podręczniki z podstaw elektroniki analogowej (działy: filtry RC/RLC, charakterystyki amplitudowe)
  • Notatki z teorii sygnałów i układów liniowych (pasma, charakterystyki Bodego)
  • Materiały dydaktyczne o filtrach w pomiarach i automatyce (filtracja sygnałów z czujników)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego