KWALIFIKACJA ELM2 + ELM5 - CZERWIEC 2011

PYTANIE NR 36.
Który zestaw przyrządów pomiarowych należy zastosować do pomiaru częstotliwości metodą krzywych Lissajous?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Metoda krzywych Lissajous polega na porównaniu sygnału o częstotliwości nieznanej z sygnałem wzorcowym i obserwacji figury w trybie X‑Y oscyloskopu. Dlatego potrzebne są: generator (źródło częstotliwości odniesienia) oraz oscyloskop (obserwacja kształtu krzywej).

Pełne wyjaśnienie:

Pomiar częstotliwości metodą krzywych Lissajous jest metodą porównawczą. Nie polega ona na bezpośrednim zliczaniu okresów (jak licznik częstotliwości), lecz na zestawieniu dwóch sygnałów sinusoidalnych i obserwacji zależności między nimi na ekranie oscyloskopu.

W praktyce oscyloskop przełącza się w tryb X‑Y:

  • na wejście X podaje się jeden sygnał (np. wzorcowy),
  • na wejście Y podaje się drugi sygnał (np. badany).

Gdy częstotliwości sygnałów są równe lub pozostają w prostym stosunku (np. 1:1, 1:2, 2:3), na ekranie pojawiają się stabilne figury Lissajous. Na podstawie liczby "pętli"/przecięć w poziomie i pionie można wyznaczyć stosunek częstotliwości, a mając znaną częstotliwość wzorcową, wyznacza się częstotliwość nieznaną.

Dlatego odpowiedź "Generator i oscyloskop." jest poprawna:

  • generator dostarcza sygnał odniesienia o nastawianej i znanej częstotliwości,
  • oscyloskop umożliwia obserwację figury Lissajous (tryb X‑Y) i ocenę stabilności oraz kształtu krzywej.

Dlaczego pozostałe zestawy są niepoprawne?

  • "Woltomierz i oscyloskop." – woltomierz mierzy napięcie (zwykle wartość skuteczną lub stałą), ale nie zapewnia sygnału wzorcowego potrzebnego do porównania częstotliwości w tej metodzie.
  • "Omomierz i amperomierz." – służą odpowiednio do pomiaru rezystancji i prądu; nie tworzą układu do obserwacji figur w funkcji X‑Y ani nie dostarczają odniesienia częstotliwości.
  • "Watomierz i amperomierz." – dotyczą pomiarów mocy i prądu, typowo w obwodach energetycznych; nie są narzędziami do analizy zależności dwóch przebiegów sinusoidalnych na oscyloskopie.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w pytaniu pada hasło "Lissajous", niemal zawsze chodzi o parę: źródło sygnału wzorcowego + oscyloskop w trybie X‑Y.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Krzywe Lissajous to figury powstające na ekranie oscyloskopu w trybie X‑Y, gdy na oś X i Y podasz dwa przebiegi (zwykle sinusoidalne). Kształt figury zależy od stosunku częstotliwości i przesunięcia fazowego między sygnałami.
Potrzebujesz oscyloskopu (najlepiej z trybem X‑Y) oraz generatora jako źródła sygnału wzorcowego o znanej/nastawianej częstotliwości. Metoda polega na porównaniu sygnału badanego z wzorcowym, a nie na pomiarze "wprost".
Generator dostarcza sygnał odniesienia, czyli przebieg o znanej lub regulowanej częstotliwości. Bez takiego wzorca nie masz z czym porównać częstotliwości sygnału badanego, więc figura Lissajous nie pozwoli wyznaczyć wartości w hercach.
Ustaw oscyloskop w tryb X‑Y (zamiast podstawy czasu). Jeden sygnał podaj na kanał odpowiedzialny za oś X, drugi na kanał osi Y. Następnie dobierz czułości (V/div) i wycentruj obraz, aby figura była stabilna i czytelna.
Nie w typowym sensie tej metody. Woltomierz mierzy napięcie, ale nie zapewnia sygnału wzorcowego. Do Lissajous potrzebujesz dwóch przebiegów do porównania (badany + odniesienie), dlatego zestaw "generator i oscyloskop" jest standardowy.
Najpierw ustala się stosunek częstotliwości z liczby "pętli"/styczności figury w pionie i poziomie, a potem przelicza na częstotliwość nieznaną, korzystając z częstotliwości wzorcowej generatora. W praktyce często stroi się generator, aż figura stanie się stabilna.
Gdy pytanie dotyczy porównawczych metod pomiaru częstotliwości lub pracy oscyloskopu w trybie X‑Y. To klasyczny temat z metrologii i diagnostyki: pokazuje, że umiesz dobrać przyrządy i rozumiesz, że pomiar wymaga sygnału odniesienia.
Najczęściej: brak trybu X‑Y (pozostawienie podstawy czasu), podanie obu sygnałów na ten sam kanał, zła amplituda (figura "ucina się" na ekranie) oraz brak stabilizacji sygnału odniesienia. Błędem bywa też mylenie tej metody z pomiarem amplitudy.
Najlepiej działa dla przebiegów sinusoidalnych o stabilnej częstotliwości. Dla przebiegów silnie odkształconych lub niestabilnych figura może być nieczytelna i "pływająca", co utrudnia ocenę stosunku częstotliwości.
Warto znać pomiar licznikiem częstotliwości, pomiar z użyciem funkcji pomiarowych oscyloskopu (automatyczne Hz), metodę z podstawą czasu i okresem (T) oraz wykorzystanie generatora i strojenia do rezonansu w prostych układach. Na egzaminie liczy się dobór narzędzi.
info

Około 41% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Eksperci podkreślają: "Metoda krzywych Lissajous polega na porównaniu sygnału o częstotliwości nieznanej z sygnałem wzorcowym i obserwacji figury w trybie X‑Y oscyloskopu."

Źródła:

  • Wikipedia (en): Lissajous curve – opis zjawiska i zastosowań pomiarowych, https://en.wikipedia.org/wiki/Lissajous_curve (dostęp: 2026-02-28)
  • Wikipedia (en): Oscilloscope – sekcja o trybie X-Y i zastosowaniach, https://en.wikipedia.org/wiki/Oscilloscope (dostęp: 2026-02-28)
  • Keysight Technologies: "Education: Oscilloscope XY Mode" (opis trybu X‑Y i zastosowań), https://www.keysight.com/us/en/learn/oscilloscopes.html (dostęp: 2026-02-28)

Materiały:

  • Instrukcja obsługi oscyloskopu (rozdział: tryb X-Y / display modes)
  • Podręcznik z metrologii elektronicznej (temat: metody pomiaru częstotliwości)
  • Materiały producentów oscyloskopów: noty aplikacyjne o figurach Lissajous

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego