KWALIFIKACJA ELM5 - STYCZEŃ 2017

PYTANIE NR 32.
Na rysunku pokazano zależność tłumienia od częstotliwości A=f(f) pewnego filtru. Jaka jest wartość nachylenia charakterystyki tego filtru?
Ilustracja przedstawia wykres zależności tłumienia od częstotliwości dla pewnego filtru, co jest istotne w kontekście
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Nachylenie charakterystyki w dB/dekadę odczytuje się z wykresu Bodego jako przyrost tłumienia (w dB) przypadający na zmianę częstotliwości o jedną dekadę (razy 10). Jeśli z rysunku wynika, że dla f·10 tłumienie rośnie o 20 dB, to nachylenie wynosi 20 dB/dekadę.

Pełne wyjaśnienie:

"Nachylenie charakterystyki" na wykresie tłumienia w funkcji częstotliwości (typowo nazywanym wykresem Bodego) oznacza, jak szybko zmienia się tłumienie, gdy częstotliwość rośnie w skali logarytmicznej.

Co oznacza dB/dekadę?
"Dekada" to zmiana częstotliwości o czynnik 10 (np. 100 Hz → 1 kHz → 10 kHz). Nachylenie X dB/dekadę znaczy, że gdy częstotliwość wzrośnie 10 razy, tłumienie zmieni się o X dB (na odcinku, gdzie przebieg jest w przybliżeniu linią prostą na skali logarytmicznej).

Jak to odczytać z rysunku?

  • Wybiera się dwa punkty leżące na prostoliniowym fragmencie charakterystyki (tam, gdzie filtr ma stałe nachylenie).
  • Sprawdza się, o ile dB zmienia się tłumienie, gdy częstotliwość przechodzi o jedną dekadę (f → 10f).
  • Odczytana różnica w dB jest nachyleniem w dB/dekadę.

W tej pozycji poprawna jest odpowiedź "20 dB/dekadę.", bo odpowiada sytuacji, w której na prostym odcinku wykresu przy przejściu o jedną dekadę częstotliwości tłumienie zmienia się o 20 dB.

Dlaczego pozostałe wartości są błędne?

  • "10 dB/dekadę." pasuje do łagodniejszego spadku/wzrostu; wybrałoby się ją tylko wtedy, gdy z wykresu wynikałaby zmiana 10 dB między f a 10f.
  • "3 dB/dekadę." to typowa pułapka skojarzeniowa z punktem granicznym -3 dB (spadek amplitudy do 0,707), ale -3 dB opisuje poziom w punkcie, a nie nachylenie charakterystyki.
  • "40 dB/dekadę." odpowiada dużo bardziej stromemu przebiegowi; poprawna byłaby, gdyby wykres pokazywał zmianę 40 dB na jedną dekadę.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze upewnij się, że oś częstotliwości jest logarytmiczna. Nachylenie liczy się "na mnożnik 10", a nie "na stały przyrost Hz".

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
dB/dekadę opisuje, o ile zmienia się tłumienie (w dB), gdy częstotliwość wzrasta 10 razy (np. 1 kHz → 10 kHz). To miara "stromości" charakterystyki na wykresie Bodego, gdzie oś częstotliwości jest logarytmiczna.
Jedna dekada to przejście od f do 10f, czyli mnożenie częstotliwości przez 10. Na osi logarytmicznej kolejne dekady to np. 10 Hz, 100 Hz, 1 kHz, 10 kHz. Równe odstępy na osi zwykle oznaczają równe mnożniki, nie równe przyrosty Hz.
Wybierz dwa punkty na prostoliniowym fragmencie wykresu. Sprawdź, o ile dB zmienia się tłumienie, gdy częstotliwość przechodzi z f na 10f. Ta różnica to nachylenie w dB/dekadę. Jeśli zmiana wynosi 20 dB, nachylenie to 20 dB/dekadę.
Bo -3 dB kojarzy się z częstotliwością graniczną filtru (spadek amplitudy do ok. 0,707), ale to jest wartość w konkretnym punkcie, a nie nachylenie. Nachylenie dotyczy zmiany tłumienia na odcinku przy zmianie częstotliwości o dekadę.
W praktyce inżynierskiej 20 dB/dekadę jest typowe dla filtru pierwszego rzędu w paśmie, gdzie zachowanie jest asymptotyczne. Na egzaminie kluczowe jest jednak to, co pokazuje rysunek: rzeczywisty przyrost/spadek w dB na jedną dekadę.
Stałe nachylenie widać zwykle w zakresie, gdzie charakterystyka jest w przybliżeniu linią prostą na osi logarytmicznej (asymptota), czyli z dala od obszaru przejściowego wokół częstotliwości granicznej. Wtedy łatwo odczytać dB/dekadę z dwóch punktów.
Często spotyka się 20 dB/dekadę (łagodniejszy spadek/wzrost) oraz 40 dB/dekadę (bardziej stromy). Wartości te wynikają z właściwości układów filtrujących. W zadaniach egzaminacyjnych i tak należy oprzeć się na odczycie z wykresu.
Tak. dB/oktawę odnosi się do zmiany częstotliwości 2 razy (f → 2f), a dB/dekadę do 10 razy (f → 10f). Jeśli w zadaniu pada "dekada", trzeba myśleć o mnożeniu przez 10. Pomyłka jednostek daje błędny wynik mimo poprawnego odczytu dB.
Tłumienie opisuje, jak bardzo filtr osłabia sygnał dla danej częstotliwości. Często wyraża się je w dB jako wartość zależną od f. Na wykresach Bodego analizuje się, jak tłumienie rośnie lub maleje wraz ze zmianą częstotliwości.
Ćwicz odczyt z wykresów Bodego: rozpoznawanie osi logarytmicznej, dekad i różnic w dB. Utrwal pojęcia: częstotliwość graniczna, pasmo przepustowe i zaporowe, nachylenie w dB/dekadę. Rozwiązuj zadania, gdzie trzeba wskazać nachylenie i typ filtru.
info

Około 52% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że nachylenie charakterystyki w dB/dekadę odczytuje się z wykresu Bodego jako przyrost tłumienia (w dB) przypadający na zmianę częstotliwości o jedną dekadę (razy 10).

Źródła:

  • Wikipedia: "Bode plot" – opis nachylenia charakterystyk w dB na skali logarytmicznej (dB/decade), https://en.wikipedia.org/wiki/Bode_plot - accessed 2026-02-27
  • Wikipedia: "Decibel" – definicja dB i logarytmiczny charakter miary, https://en.wikipedia.org/wiki/Decibel - accessed 2026-02-27

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne o wykresach Bodego i filtrach (teoria obwodów, elektronika analogowa)
  • Zadania treningowe z odczytu nachylenia w dB/dekadę i dB/oktawę
  • Karty katalogowe filtrów/układów ze zdefiniowanymi charakterystykami częstotliwościowymi

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego