KWALIFIKACJA INF1 + INF2 + INF8 - CZERWIEC 2012

PYTANIE NR 7.
Na rysunku przedstawiony jest schemat filtru
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny filtru środkowozaporowego 2T, co jest zgodne z podanym kontekstem egzaminacyjnym
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Rozpoznanie filtru wynika z jego działania w funkcji częstotliwości.
Filtr środkowozaporowy (notch) silnie tłumi wąski zakres częstotliwości, a poza nim przepuszcza sygnał.
Układ 2T (Twin-T) jest klasyczną realizacją takiej "zapory" w technice RC, dlatego ta odpowiedź pasuje do schematu.

Pełne wyjaśnienie:

Filtry w torach telekomunikacyjnych służą do kształtowania widma sygnału: mogą przepuszczać wybrane pasmo, tłumić składowe zakłócające albo odcinać częstotliwości niepożądane. W tym zadaniu kluczowe jest rozpoznanie funkcji układu z rysunku, czyli tego, czy ma on charakter dolno-, górno-, środkowoprzepustowy czy środkowozaporowy.

Odpowiedź "środkowozaporowego 2T" jest poprawna, gdy schemat odpowiada układowi Twin‑T (często zapisywanemu jako 2T): to popularna topologia filtru zaporowego, która tworzy głębokie minimum transmitancji w pobliżu jednej częstotliwości (częstotliwości wycinanej). W praktyce oznacza to, że dla częstotliwości środkowej sygnał jest mocno tłumiony, natomiast dla niższych i wyższych częstotliwości przechodzi znacznie lepiej.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują?

  • "górnoprzepustowego RC" opisuje układ, który tłumi niskie częstotliwości i przepuszcza wysokie. Typowy filtr górnoprzepustowy RC ma prostą strukturę i jedną częstotliwość graniczną, a nie selektywne "wycięcie" w środku pasma.
  • "dolnoprzepustowego RC" to filtr przepuszczający niskie częstotliwości i tłumiący wysokie. Również opiera się na pojedynczej granicy pasma i nie tworzy wąskiej zapory w środku widma.
  • "środkowoprzepustowego RC" oznacza filtr, który przepuszcza pasmo w środku i tłumi poniżej oraz powyżej tego pasma. To "odwrotność" filtru środkowozaporowego: zamiast dołka w charakterystyce ma "górkę" (maksimum) w środku.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli na schemacie widzisz układ, którego celem jest usunięcie jednej konkretnej częstotliwości (np. wąskopasmowego zakłócenia), myśl o filtrze środkowozaporowym. Jeżeli natomiast układ ma odcinać "dół" lub "górę" widma, to zwykle jest to filtr górno- lub dolnoprzepustowy.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Filtr środkowozaporowy (notch) tłumi wąski zakres częstotliwości, a sygnały poniżej i powyżej tego zakresu przepuszcza. Stosuje się go do usuwania pojedynczych zakłóceń (np. jednej nośnej, przydźwięku) w torach sygnałowych i urządzeniach telekomunikacyjnych.
Układ 2T (Twin‑T) zwykle wygląda jak dwie sieci w kształcie litery T połączone równolegle. Taka topologia tworzy częstotliwość "wycinaną", gdzie sygnał jest silnie tłumiony. Kluczowe jest nie tylko policzenie elementów, ale skojarzenie topologii z funkcją zaporową.
Oba typy odnoszą się do "środka" pasma, ale działają odwrotnie. Środkowoprzepustowy ma maksimum transmitancji w środku, a środkowozaporowy minimum. Na egzaminie błąd wynika często z podobieństwa nazw i z braku nawyku myślenia o kształcie charakterystyki.
RC oznacza, że filtr zbudowano z rezystorów i kondensatorów. Taki filtr jest pasywny i jego własności zależą od stałych czasowych R·C. W prostych filtrach RC zwykle występuje jedna częstotliwość graniczna, a w bardziej złożonych możliwe jest uzyskanie selektywności (np. zapory).
W praktyce filtry służą do ograniczania zakłóceń, separacji pasm, dopasowania widma do wymagań transmisji oraz ochrony wejść urządzeń. W torach abonenckich i sieciach spotyka się zarówno filtry dolno- i górnoprzepustowe, jak i układy selektywne do wycinania niepożądanych składowych.
W typowych układach RC filtr dolnoprzepustowy ma taką konfigurację, by wysokie częstotliwości "uciekały" przez kondensator, a niskie przechodziły do wyjścia. W górnoprzepustowym jest odwrotnie: niskie częstotliwości są blokowane, a wysokie przechodzą. Najpewniej jednak myśl o funkcji, nie o "wyglądzie".
Najczęściej tak: idea filtru środkowozaporowego to selektywne tłumienie w pobliżu jednej częstotliwości. Szerokość zapory zależy od dobroci i realizacji układu (dobór elementów, topologia, obciążenie). W praktyce dąży się do zapory na tyle wąskiej, by nie niszczyć użytecznego pasma.
Najczęstszy problem to niedokładność wartości R i C oraz asymetria gałęzi, co spłyca minimum tłumienia i przesuwa częstotliwość wycinaną. W filtrach zaporowych tolerancje elementów i wpływ obciążenia mają duże znaczenie, więc w praktyce stosuje się elementy o mniejszych tolerancjach lub strojenie.
Filtr zaporowy jest lepszy, gdy zakłócenie ma konkretną, wąską częstotliwość, a reszta pasma ma pozostać możliwie nienaruszona. Filtr dolnoprzepustowy usuwa całe "górne" częstotliwości, więc może niepotrzebnie tłumić użyteczny sygnał, jeśli zakłócenie nie leży na skraju pasma.
Ćwicz rozpoznawanie: dolno-, górno-, środkowoprzepustowych i środkowozaporowych na schematach. Do każdego typu dopisz w jednym zdaniu, co tłumi i co przepuszcza. Następnie porównuj z rysunkami i próbuj narysować przewidywaną charakterystykę amplitudową.
info

Około 37% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. bardzo trudne

Źródła:

  • Wikipedia: Twin-T notch filter — https://en.wikipedia.org/wiki/Twin-T_notch_filter (dostęp: 2026-02-28)
  • Wikipedia: RC filter — https://en.wikipedia.org/wiki/RC_filter (dostęp: 2026-02-28)

Materiały:

  • Podręcznik do podstaw elektroniki/teorii obwodów (dział: filtry RC)
  • Materiały dydaktyczne o filtrach pasywnych i charakterystykach Bodego
  • Ćwiczenia laboratoryjne: pomiar charakterystyki częstotliwościowej filtrów

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego