KWALIFIKACJA INF9 - CZERWIEC 2017

PYTANIE NR 39.
Na rysunku przedstawiono oscylogramy sygnałów na wejściu oraz na wyjściu toru transmisyjnego. Które urządzenie może być przyczyną zniekształcenia sygnału?
Ilustracja przedstawia dwa oscylogramy sygnałów, które są umieszczone jeden nad drugim.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Ogranicznik amplitudy powoduje obcinanie wierzchołków sygnału, gdy napięcie przekracza ustalony próg, co na oscylogramie widać jako spłaszczone szczyty.
Tłumik jedynie zmniejsza poziom bez zmiany kształtu, a filtry dolno- i górnoprzepustowe głównie tłumią składowe częstotliwości, nie klipując amplitudy.

Pełne wyjaśnienie:

Jeżeli na wyjściu toru transmisyjnego widać przebieg o spłaszczonych (obciętych) wierzchołkach w porównaniu z wejściem, to typowym mechanizmem jest ograniczanie amplitudy (klipowanie). Taki efekt powstaje, gdy element toru zaczyna przewodzić lub "ścina" sygnał po przekroczeniu ustalonego progu napięcia. W praktyce właśnie tak zachowuje się ogranicznik amplitudy (np. układ zabezpieczający lub nieliniowy element ochronny).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują do typowego "ucięcia" przebiegu?

  • "Tłumik sygnału" w idealnym ujęciu jest elementem liniowym: zmniejsza amplitudę w całym zakresie pracy, ale nie zmienia kształtu przebiegu (nie powinien tworzyć płaskich szczytów). Na oscylogramie spodziewa się raczej takiego samego kształtu, tylko o mniejszej amplitudzie.
  • "Filtr dolnoprzepustowy" ogranicza składowe o wyższych częstotliwościach. Może wygładzać zbocza, zaokrąglać impulsy lub wprowadzać opóźnienie fazowe, ale sam z siebie nie powoduje charakterystycznego "odcięcia" do stałego poziomu.
  • "Filtr górnoprzepustowy" ogranicza składowe niskoczęstotliwościowe i składową stałą. Często obserwuje się zanik wolnych zmian, podkreślenie zboczy, różniczkowanie lub przesunięcia poziomu odniesienia, a nie klipowanie szczytów do jednej wartości.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli na rysunku wyraźnie widać, że sygnał "dobija do sufitu/podłogi" i dalej nie rośnie mimo wzrostu na wejściu, myśl o elemencie nieliniowym (ogranicznik, przesterowanie). Filtry i tłumiki to najczęściej elementy liniowe – zmieniają widmo lub poziom, ale nie tworzą płaskich wierzchołków przy stałym progu.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Ogranicznik amplitudy to element nieliniowy, który nie pozwala, aby sygnał przekroczył ustalony poziom napięcia (próg). Gdy sygnał rośnie ponad próg, wierzchołki zostają "ścięte", co widać na oscylogramie jako spłaszczenie szczytów.
Bo działa nieliniowo: dla małych amplitud sygnał przechodzi prawie bez zmian, ale po przekroczeniu progu ogranicznik zaczyna przewodzić lub "klipuje" przebieg. Skutkiem jest obcięcie części sinusoidy/impulsu, czyli zmiana kształtu, a nie tylko poziomu.
Typowy tłumik liniowy zmniejsza amplitudę, ale zachowuje kształt przebiegu. Zniekształcenia pojawiają się dopiero przy uszkodzeniu, złym dopasowaniu impedancji lub przesterowaniu kolejnego stopnia. W pytaniu z obciętymi wierzchołkami bardziej pasuje ogranicznik.
Klipowanie widać jako "płaskie" fragmenty na górze lub dole przebiegu: sygnał dochodzi do pewnej wartości i dalej nie rośnie, mimo że wejście ma większą amplitudę. Często oba wierzchołki są spłaszczone, gdy ograniczenie działa symetrycznie.
Filtr dolnoprzepustowy tłumi składowe wysokoczęstotliwościowe. W praktyce może wygładzać szybkie zmiany, zaokrąglać zbocza impulsów i ograniczać "ostrość" przebiegu. Zwykle nie powoduje płaskich szczytów wynikających z progu napięcia.
Filtr górnoprzepustowy tłumi składową stałą i niskie częstotliwości. Skutkiem może być osłabienie wolnych zmian, przesunięcia poziomu odniesienia lub uwydatnienie zboczy. To inny typ efektu niż ograniczanie amplitudy do jednej wartości.
Nieliniowe są m.in. ograniczniki amplitudy, elementy zabezpieczające (gdy "zaczynają działać" przy progu), układy wchodzące w nasycenie oraz stopnie przesterowane. Ich cechą jest to, że kształt na wyjściu zależy od poziomu wejściowego w sposób nieliniowy.
Bo filtry opisuje się charakterystyką częstotliwościową: osłabiają pewne pasmo składowych, przez co zmienia się szybkość narastania i wygładzenie przebiegu. "Ucięcie" do stałego poziomu jest typowe dla ograniczenia napięciowego (próg), a nie dla selekcji pasma.
Najczęściej myli się tłumienie z zniekształceniem (mniejsza amplituda ≠ inny kształt) oraz wybiera filtr "bo tor transmisyjny ma filtry", bez rozpoznania rodzaju deformacji. Pomaga nazwanie efektu: obcięcie = ogranicznik, wygładzenie = filtr.
Warto przećwiczyć rozpoznawanie 3–4 typowych efektów na oscylogramach: tłumienie (ten sam kształt), klipowanie (spłaszczone szczyty), filtracja (wygładzenie/zmiana zboczy) i przesunięcie fazowe/opóźnienie. Dobrą metodą jest łączenie efektu z typem elementu: liniowy vs nieliniowy.
info

Statystycznie 42% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Materiały:

  • Podstawy teorii sygnałów i układów liniowych (materiały szkolne/techniczne dla telekomunikacji)
  • Instrukcje obsługi oscyloskopu i interpretacja typowych przebiegów (klipowanie, filtracja, tłumienie)
  • Materiały dydaktyczne o elementach torów telekomunikacyjnych: tłumiki, filtry, ograniczniki

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego