KWALIFIKACJA ELM5 - STYCZEŃ 2017

PYTANIE NR 18.
Na ekranie oscyloskopu zaobserwowano pokazany na rysunku czasowy przebieg napięcia. Jaka jest szybkość narastania napięcia?
Ilustracja przedstawia wykres czasowy napięcia wyświetlany na ekranie oscyloskopu.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Szybkość narastania napięcia to nachylenie zbocza przebiegu, czyli iloraz przyrostu napięcia i czasu: SR = ΔU/Δt. Z odczytu ze zbocza (przyrost napięcia w woltach w czasie w milisekundach) otrzymuje się wynik w jednostce V/ms. Pozostałe odpowiedzi mają zły wymiar (ms, V) lub błędną skalę jednostek (mV/s).

Pełne wyjaśnienie:

Szybkość narastania napięcia (często nazywana też slew rate) opisuje, jak szybko zmienia się napięcie w czasie na zboczu sygnału. Definicja jest prosta: SR = ΔU/Δt, gdzie:

  • ΔU – przyrost napięcia na analizowanym fragmencie zbocza,
  • Δt – czas, w którym ten przyrost nastąpił.

Na oscyloskopie SR wyznacza się przez odczyt dwóch punktów na możliwie liniowym odcinku zbocza (np. za pomocą kursorów) i policzenie stosunku przyrostu napięcia do przyrostu czasu. Jednostka wyniku musi mieć postać wolt na jednostkę czasu, np. V/ms lub V/µs.

Dlaczego poprawna odpowiedź ma postać 4 V/ms? Ponieważ odpowiada ilorazowi "zmiana napięcia" podzielona przez "zmianę czasu" i ma prawidłowy wymiar fizyczny. W praktyce taki parametr mówi, czy układ (np. wzmacniacz operacyjny, sterownik, tor pomiarowy) potrafi nadążyć za szybkim zboczem bez zaokrąglania i zniekształceń.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są nieprawidłowe?

  • 1 ms – to sam czas, a nie szybkość zmian; brakuje informacji o przyroście napięcia, więc wymiar jest błędny.
  • 4 mV/s – ma co prawda poprawny typ jednostki (napięcie/czas), ale skala jest inna; łatwo tu o błąd przeliczeń (mV vs V oraz s vs ms).
  • 4 V – to wartość napięcia (np. amplituda), a nie tempo jego zmian, więc również zły wymiar.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdzaj jednostkę. Jeśli pytają o szybkość narastania, odpowiedź musi zawierać "V na czas" (V/ms, V/s, V/µs). Sama wartość napięcia lub sam czas z definicji nie mogą być poprawne.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Szybkość narastania to nachylenie zbocza sygnału: ΔU/Δt. Informuje, o ile woltów zmienia się napięcie w jednostce czasu (np. V/ms). Odczytuje się ją z ekranu oscyloskopu, biorąc przyrost napięcia i odpowiadający mu przyrost czasu.
Wybierz dwa punkty na liniowym fragmencie zbocza, odczytaj ich wartości napięcia i czasu, policz ΔU i Δt, a potem wykonaj iloraz ΔU/Δt. Na końcu zapisz wynik w jednostce typu V/ms lub V/µs.
Bo to wielkość opisująca tempo zmian, czyli "napięcie na czas". Same wolty mówią tylko, jaka jest wartość napięcia, ale nie mówią, jak szybko ono rośnie. Dlatego poprawna jednostka zawsze zawiera dzielenie przez czas (np. V/s, V/ms).
Nie. Milisekunda (ms) jest jednostką czasu, a szybkość narastania to stosunek napięcia do czasu. Odpowiedź typu "1 ms" może dotyczyć np. czasu narastania, ale nie szybkości narastania. W takich zadaniach kontrola wymiaru często od razu ujawnia błąd.
Najczęściej myli się: (1) szybkość narastania (V/ms) z czasem narastania (ms), (2) amplitudę (V) z nachyleniem zbocza, (3) jednostki mV i V oraz s i ms. Warto na końcu zawsze sprawdzić, czy wynik ma postać "V/czas".
Jest krytyczny w układach szybkich impulsów i wzmacniaczach: przy sterowaniu PWM, w przetwornicach, generatorach, torach wideo oraz we wzmacniaczach operacyjnych. Zbyt mała szybkość narastania powoduje zaokrąglanie zboczy i zniekształcenia sygnału.
To tylko zmiana jednostki czasu: 1 ms = 0,001 s. Jeśli masz np. 4 V/ms, to w przeliczeniu na V/s będzie to 4 / 0,001 = 4000 V/s. Analogicznie, przejście z V/s na V/ms wymaga podzielenia przez 1000.
Wiele oscyloskopów cyfrowych ma automatyczne pomiary typu "rise time" i czasem także parametry pochodne. Niezależnie od funkcji automatycznych, na egzaminie często trzeba umieć wykonać odczyt ręcznie z podziałki lub kursorów i policzyć ΔU/Δt.
Najlepiej wybierać punkty na możliwie prostym (liniowym) fragmencie zbocza, z dala od przeregulowań i szumów. Gdy zbocze jest wygięte, różne odcinki dadzą różne nachylenie. W praktyce używa się kursorów lub punktów 10–90% amplitudy.
Czas narastania to "ile trwa" wzrost (ms, µs). Szybkość narastania to "jak szybko rośnie" (V/ms, V/µs). Jeśli w pytaniu pada słowo "szybkość" lub jest prośba o nachylenie, oczekuj jednostki V/czas.
info

Statystycznie 53% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Eksperci podkreślają: "Szybkość narastania napięcia to nachylenie zbocza przebiegu, czyli iloraz przyrostu napięcia i czasu: SR = ΔU/Δt."

Źródła:

  • Wikipedia: "Slew rate" (definicja jako dV/dt), https://en.wikipedia.org/wiki/Slew_rate - dostęp 2026-02-18
  • Wikipedia: "Oscilloscope" (opis odczytu przebiegów w funkcji czasu), https://en.wikipedia.org/wiki/Oscilloscope - dostęp 2026-02-18
  • All About Circuits, artykuł: "Slew Rate" (omówienie pojęcia i jednostek), https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-8/slew-rate/ - dostęp 2026-02-18

Materiały:

  • Podręczniki/opracowania z podstaw elektroniki analogowej (pojęcie slew rate i zbocza sygnałów)
  • Instrukcje użytkownika oscyloskopów (sekcje: pomiary czasu narastania, kursory, automatyczne pomiary)
  • Materiały szkoleniowe z metrologii elektronicznej (odczyt z podziałek, niepewność pomiaru)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego