KWALIFIKACJA ELM2 + ELM5 - CZERWIEC 2012

PYTANIE NR 30.
Na podstawie informacji zawartych w tabeli pomiarowej, oszacuj wzmocnienie napięciowe KUMAX dla częstotliwości środkowej fO=260 Hz?
Ilustracja przedstawia tabelę pomiarową używaną w kontekście egzaminu zawodowego dla kwalifikacji związanych z elektroniką,
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wzmocnienie napięciowe wyznacza się jako iloraz napięcia wyjściowego do wejściowego: KU = Uwy/Uwe. Dla częstotliwości środkowej fO=260 Hz należy odczytać z tabeli odpowiadające wartości Uwe i Uwy (dla UMAX) i obliczyć ich stosunek. Z danych wynika 12 V/V.

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniach pomiarowych dotyczących wzmacniaczy kluczowa jest poprawna definicja wzmocnienia napięciowego. Dla przebiegów o tej samej postaci (np. sinus) i tej samej metodzie wyznaczania amplitudy (tu oznaczone jako UMAX) wzmocnienie napięciowe oblicza się jako:

KU = Uwy / Uwe

Ponieważ pytanie dotyczy częstotliwości środkowej fO=260 Hz, należy w tabeli pomiarowej znaleźć wiersz (lub punkt) odpowiadający tej częstotliwości i odczytać dwie wartości: napięcie wejściowe oraz napięcie wyjściowe (obie dla tej samej konwencji pomiaru, czyli UMAX). Następnie wykonuje się proste dzielenie Uwy przez Uwe.

Odpowiedź "KUMAX = 12 V/V" jest zgodna z takim obliczeniem, tzn. z tabeli wynika, że przy 260 Hz napięcie wyjściowe jest 12 razy większe od wejściowego.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "2,4 V/V" typowo pojawia się przy błędzie odwrócenia ilorazu (Uwe/Uwy) albo przy odczycie wartości z innej częstotliwości, gdzie wzmocnienie jest mniejsze.
  • "24 V/V" często wynika z pomylenia kolumn (np. użycia napięcia z innego trybu/zakresu) lub z podwojenia wartości przez nieuwzględnienie, że w tabeli podano już UMAX, a nie np. UPP czy URMS.
  • "260 V/V" to typowa pułapka skojarzeniowa: liczba z treści (260 Hz) nie jest wzmocnieniem. Wzmocnienie jest bezwymiarowym stosunkiem V/V i musi wynikać z Uwy oraz Uwe, a nie z samej częstotliwości.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdź, czy liczysz ten sam rodzaj wartości (UMAX z UMAX, RMS z RMS) i czy wybierasz dane dokładnie dla wskazanej częstotliwości. To eliminuje większość błędów w zadaniach "na podstawie tabeli".

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Wzmocnienie napięciowe to stosunek napięcia wyjściowego do napięcia wejściowego: KU=Uwy/Uwe. Jest to wielkość bezwymiarowa (V/V). Mówi, ile razy sygnał na wyjściu jest większy (lub mniejszy) od sygnału na wejściu.
1) Odszukaj w tabeli wiersz dla danej częstotliwości (tu fO=260 Hz).
2) Odczytaj Uwe (UMAX) i Uwy (UMAX).
3) Podziel: KUMAX=Uwy/Uwe.
4) Sprawdź, czy oba napięcia są w tych samych jednostkach i tej samej konwencji (UMAX).
Bo to iloraz dwóch napięć: wyjściowego i wejściowego. Jednostki V skracają się, zostaje więc V/V (w praktyce liczba). Podanie w voltach sugerowałoby, że to napięcie, a nie stosunek, co prowadzi do częstych pomyłek na egzaminie.
Częstotliwość środkowa to punkt w paśmie przenoszenia, w którym wzmacniacz pracuje "typowo" (bez spadków charakterystycznych dla skrajów pasma). W zadaniu fO wskazuje, z którego wiersza tabeli należy brać wartości do obliczeń wzmocnienia.
Nie. To klasyczna pułapka skojarzeniowa: 260 Hz to częstotliwość, a nie wzmocnienie. Wzmocnienie wynika wyłącznie z danych Uwy i Uwe odczytanych z tabeli. Jeśli liczba "260" nie pochodzi z ilorazu napięć, nie powinna pojawić się w wyniku.
Najczęstsze to: odwrócenie ułamka (Uwe/Uwy), odczyt z niewłaściwego wiersza (inna częstotliwość), mieszanie UMAX z RMS lub UPP, oraz pomylenie kolumn wejścia i wyjścia. Pomaga zapisanie wzoru i zaznaczenie w tabeli dwóch właściwych wartości.
Dla wzmocnienia napięciowego stosuje się: 20·log10(KU). Dla 12 V/V podstawiasz 12 do wzoru i liczysz logarytm dziesiętny. Na egzaminie uważaj, by nie użyć 10·log (to dotyczy mocy, a nie napięcia).
UMAX zwykle oznacza wartość maksymalną (amplitudę) napięcia w danym punkcie pomiaru. W praktyce trzeba sprawdzić legendę tabeli: czasem UMAX odnosi się do maksymalnej wartości chwilowej, a czasem do maksimum w sensie "największej wartości w badanym zakresie". W zadaniu przyjmujesz definicję podaną w materiale.
Wzmocnienie maksymalne to największa wartość KU w całym badanym zakresie częstotliwości. Wzmocnienie dla fO to wartość wyliczona tylko z wiersza tabeli odpowiadającego fO. Jeśli pytanie podaje fO, nie wybierasz "największej liczby", tylko liczysz dla tej częstotliwości.
Zwykle nie, jeśli zadanie daje tabelę pomiarową Uwe i Uwy. Schemat jest potrzebny, gdy trzeba wyznaczyć wzmocnienie teoretycznie (np. z rezystorów). Przy obliczeniach z tabeli kluczowe jest poprawne odczytanie danych i zastosowanie definicji KU.
info

Około 40% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Eksperci podkreślają: "Wzmocnienie napięciowe wyznacza się jako iloraz napięcia wyjściowego do wejściowego: KU = Uwy/Uwe."

Źródła:

  • Sedra, Smith, "Microelectronic Circuits" (rozdziały o wzmacniaczach i definicji wzmocnienia napięciowego) – źródło podręcznikowe
  • Horowitz, Hill, "The Art of Electronics" (sekcje o wzmacniaczach i pomiarach wzmocnienia) – źródło podręcznikowe

Materiały:

  • Podręczniki z podstaw elektroniki analogowej (wzmacniacze i charakterystyki częstotliwościowe)
  • Instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych z pomiarów wzmacniaczy
  • Notatki/ściągi ze wzorów: K_u = Uwy/Uwe oraz przeliczenia na dB

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego