KWALIFIKACJA ELM5 - CZERWIEC 2019

PYTANIE NR 26.
Na rysunku przedstawiono schemat multiwibratora astabilnego. Wartości kondensatorów C1 i C2nie mają wpływu na
Ilustracja przedstawia schemat układu elektronicznego, a konkretnie multiwibrator astabilny.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W multiwibratorze astabilnym kondensatory C1 i C2 kształtują czasy ładowania i rozładowania, więc wpływają na okres i częstotliwość, a często także na współczynnik wypełnienia.
Amplituda sygnału jest zwykle ograniczana przez napięcie zasilania oraz właściwości stopnia wyjściowego/elementów aktywnych, a nie przez pojemności.

Pełne wyjaśnienie:

W typowym multiwibratorze astabilnym (generatorze relaksacyjnym) oscylacje powstają dzięki okresowemu ładowaniu i rozładowaniu kondensatorów przez rezystancje oraz przełączaniu elementów aktywnych (np. tranzystorów lub bramek). Z tego powodu pojemności C1 i C2 wchodzą bezpośrednio do stałych czasowych układu i determinują, jak długo trwa każdy z dwóch stanów.

Parametry związane z czasem przebiegu wynikają z tych stałych czasowych:

  • Okres – jest sumą czasów trwania obu stanów; gdy pojemności rosną, ładowanie/rozładowanie trwa dłużej, więc okres zwykle się wydłuża.
  • Częstotliwość – jest odwrotnością okresu, więc zmiana pojemności wpływa na częstotliwość (większa pojemność zwykle oznacza mniejszą częstotliwość).
  • Współczynnik wypełnienia – zależy od relacji czasów trwania stanu wysokiego i niskiego. Jeżeli gałęzie RC są niesymetryczne (inne wartości elementów w obu połówkach), zmiana C1/C2 może zmieniać także wypełnienie.

Inaczej jest z amplitudą generowanego sygnału. W wielu praktycznych układach astabilnych amplituda (poziom "wysoki" i "niski") jest ograniczona głównie przez:

  • wartość napięcia zasilania (maksymalny możliwy poziom wyjściowy),
  • spadki napięć i stany nasycenia/odcięcia elementów aktywnych (np. tranzystorów),
  • właściwości obciążenia i stopnia wyjściowego.

Dlatego same pojemności kondensatorów – choć kluczowe dla czasu – nie są podstawowym czynnikiem ustalającym amplitudę przebiegu prostokątnego w takim generatorze. Typowe nieporozumienie polega na przeniesieniu intuicji z filtrów RC (gdzie amplituda zależy od częstotliwości i reaktancji) na generator, w którym amplituda jest "obcięta" przez zasilanie i elementy przełączające.

Podsumowując: pojemności wpływają na okres, częstotliwość i potencjalnie wypełnienie, natomiast amplituda jest zwykle ustalana przez zasilanie i ograniczenia stopnia generującego.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Multiwibrator astabilny to generator, który nie ma stanu stabilnego i samoczynnie przełącza się między dwoma stanami. Wytwarza przebieg okresowy (często prostokątny), a czasy przełączeń są zwykle ustalane przez elementy RC (rezystory i kondensatory).
Kondensatory C1 i C2 odpowiadają za czas ładowania i rozładowania w gałęziach układu. W praktyce oznacza to, że wpływają na to, jak długo utrzymuje się każdy stan, czyli na okres, częstotliwość i często także na wypełnienie sygnału.
Większa pojemność oznacza, że kondensator wolniej zmienia napięcie przy tym samym prądzie, więc rośnie czas potrzebny do osiągnięcia progu przełączenia. To wydłuża czas trwania stanów, a więc zwiększa okres i jednocześnie zmniejsza częstotliwość (bo f = 1/T).
Współczynnik wypełnienia to stosunek czasu trwania stanu wysokiego do całego okresu, zwykle podawany w procentach. Jeśli stan wysoki trwa połowę okresu, wypełnienie wynosi 50%. W multiwibratorze może zależeć od asymetrii elementów w obu gałęziach RC.
Najczęściej nie są głównym czynnikiem ustalającym amplitudę. Amplituda bywa ograniczona przez napięcie zasilania oraz spadki napięć w elementach aktywnych i na obciążeniu. Kondensatory w pierwszej kolejności "ustawiają czas", a nie poziomy napięć wyjściowych.
Amplituda dotyczy poziomu napięcia (jak "wysoko" sięga sygnał), a częstotliwość dotyczy tempa zmian w czasie (ile okresów na sekundę). W zadaniach z RC: pojemność zwykle zmienia czas (T, f), a poziomy częściej zależą od zasilania i ograniczeń elementów.
Najczęściej są to: napięcie zasilania, spadki napięć na złączach/elementach aktywnych (np. nasycenie tranzystora), a także obciążenie wyjścia. Jeśli obciążenie jest duże lub zasilanie spada, amplituda może się zmniejszyć mimo niezmienionych elementów RC.
Częsty błąd to założenie, że kondensatory wpływają na wszystko, bo "kształtują sygnał". Inny błąd to mylenie parametrów: wybór odpowiedzi o częstotliwości, gdy pytanie dotyczy amplitudy. Pomaga rozdzielenie: RC = czas, zasilanie/stopień wyjściowy = poziomy.
Podłącz oscyloskop i zmierz okres oraz wypełnienie sygnału. Następnie zmień C1 lub C2 (np. zwiększ pojemność) i porównaj przebiegi. Zwykle zobaczysz zmianę okresu/częstotliwości, a amplituda pozostanie zbliżona, o ile nie zmieniasz zasilania ani obciążenia.
Wskazówkami są: "okres", "częstotliwość", "czas trwania impulsu", "wypełnienie", "stała czasowa". Gdy pytanie zawiera "nie ma wpływu na…", trzeba rozważyć, czy chodzi o parametr czasowy (RC) czy o parametr poziomów (amplituda zależna od zasilania).
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 41% zdających egzamin. trudne

Źródła:

  • Wikipedia: "Multivibrator" (opis układu astabilnego i zależności czasowych) https://en.wikipedia.org/wiki/Multivibrator - dostęp 2026-03-01
  • Electronics Tutorials: "Astable Multivibrator" (zależność częstotliwości/okresu od elementów RC) https://www.electronics-tutorials.ws/waveforms/astable.html - dostęp 2026-03-01
  • All About Circuits: "Multivibrators" / zagadnienia astabilnego multiwibratora (rola RC i poziomy wyjściowe ograniczane zasilaniem/elementami aktywnymi) https://www.allaboutcircuits.com/textbook/oscillators/chpt-7/multivibrators/ - dostęp 2026-03-01

Materiały:

  • Podręczniki z podstaw elektroniki analogowej (układy RC, generatory relaksacyjne)
  • Materiały dydaktyczne o multiwibratorach (astabilny/bistabilny/monostabilny)
  • Ćwiczenia laboratoryjne: pomiar okresu i wypełnienia oscyloskopem przy zmianie C i R

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego