KWALIFIKACJA INF1 - CZERWIEC 2020 (test 2)

PYTANIE NR 23.
Na rysunku został przedstawiony schemat przetwornika A/C
Ilustracja przedstawia schemat przetwornika analogowo-cyfrowego (A/C) typu równoległego, co jest zgodne z podaną odpowiedzią
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Przetwornik A/C równoległy (flash) rozpoznaje się po wielu komparatorach pracujących jednocześnie (porównanie wejścia z zestawem progów, często z drabinki rezystorowej) oraz po układzie kodującym ich stany do kodu binarnego. To cechy odróżniające go od rozwiązań szeregowych, SAR i całkujących.

Pełne wyjaśnienie:

Przetwornik analogowo-cyfrowy (A/C) równoległy, nazywany często "flash", to architektura, w której pomiar napięcia wejściowego odbywa się poprzez równoczesne porównanie sygnału z wieloma poziomami odniesienia. Typowy schemat blokowy zawiera:

  • drabinkę rezystorową (lub inny układ progów), która generuje zestaw napięć odniesienia,
  • wiele komparatorów (zwykle 2n−1 dla n bitów), które jednocześnie porównują napięcie wejściowe z kolejnymi progami,
  • enkoder (np. z kodu "termometrycznego" do binarnego), który zamienia zestaw stanów komparatorów na wynik cyfrowy.

Właśnie obecność wielu komparatorów równolegle i bloku kodującego jest kluczową przesłanką do wyboru odpowiedzi "równoległego". Taki przetwornik jest bardzo szybki, ale wymaga wielu elementów sprzętowych.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • Szeregowego – przetwarzanie szeregowe zakłada etapowe/sekencyjne podejmowanie decyzji (mniej komparatorów, kolejne kroki w czasie), a nie jednoczesne porównanie z wieloma progami.
  • Z kompensacją wagową – to typowe określenie przetwornika sukcesywnej aproksymacji (SAR), w którym kluczowy jest DAC i rejestr SAR realizujące "próby" kolejnych bitów, zwykle z jednym komparatorem.
  • Z potrójnym całkowaniem – przetworniki całkujące rozpoznaje się po integratorze, przełączaniu faz całkowania i pomiarze czasu; to inny mechanizm niż porównywanie wejścia z wieloma progami.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy na schemacie widzisz "las komparatorów" i kodowanie ich wyjść, najczęściej jest to przetwornik równoległy (flash). Gdy widzisz DAC + rejestr kolejnych przybliżeń – zwykle SAR.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Przetwornik A/C (analogowo-cyfrowy) zamienia sygnał analogowy (np. napięcie z czujnika lub toru wejściowego) na postać cyfrową do dalszego przetwarzania. W telekomunikacji jest potrzebny m.in. do cyfryzacji sygnałów, pomiarów parametrów linii i pracy układów sterowania, które działają w domenie cyfrowej.
Najczęściej widać wiele komparatorów pracujących jednocześnie, podłączonych do zestawu progów odniesienia (często z drabinki rezystorowej), oraz enkoder zamieniający ich stany na kod binarny. Duża liczba równoległych gałęzi to kluczowy znak rozpoznawczy flash ADC.
Bo decyzja o kodzie wyjściowym zapada bardzo szybko: komparatory porównują sygnał wejściowy z progami w tym samym czasie, a enkoder generuje wynik. W uproszczeniu cała konwersja dzieje się "w jednym błysku" (flash), kosztem większej liczby elementów sprzętowych.
Określenie "szeregowy" sugeruje konwersję etapową (sekwencyjną), gdzie wynik buduje się w czasie poprzez kolejne kroki decyzji, a nie przez jednoczesne porównanie z wieloma progami. W praktyce do takich podejść zalicza się m.in. przetworniki sukcesywnej aproksymacji, całkujące czy inne rozwiązania o mniejszej liczbie komparatorów.
Typowy SAR zawiera DAC, jeden komparator i rejestr SAR, który kolejno "testuje" bity od najstarszego do najmłodszego. To wygląda inaczej niż flash, gdzie jest wiele komparatorów. Skojarzenie "kompensacja wagowa" pomaga pamiętać o ważeniu kolejnych bitów w przybliżeniu.
Przetworniki całkujące stosuje się, gdy ważna jest odporność na zakłócenia i dokładność kosztem szybkości (np. pomiary wolnozmienne). Przetworniki równoległe wybiera się, gdy priorytetem jest bardzo duża szybkość konwersji, a większa złożoność układu i pobór mocy są akceptowalne.
Dla rozdzielczości n-bitowej flash ADC potrzebuje bardzo wielu progów i porównań, więc liczba komparatorów szybko rośnie wraz z n. Skutkiem są: duża szybkość, ale też większa powierzchnia układu, pobór mocy i trudniejsza kalibracja. Na egzaminie ta "wielokomparatorowość" jest główną cechą identyfikującą.
Najczęstsze pomyłki to: wybór na podstawie nazwy (np. "szeregowy" bo wydaje się prostszy), mylenie SAR z flash (bo oba mają komparator), oraz nierozpoznanie roli enkodera. Warto szukać: liczby komparatorów, obecności DAC, integratora i logiki sterującej krokami konwersji.
Zwykle pojawiają się bloki typu integrator, przełączane fazy pracy (np. całkowanie wejścia, całkowanie napięcia odniesienia, dodatkowa faza), oraz pomiar czasu/impulsów zależny od wyniku. Jeżeli zamiast tego widzisz równoległe komparatory i drabinkę progów, to nie jest potrójne całkowanie.
Ucz się rozpoznawania topologii po blokach: flash (wiele komparatorów + enkoder), SAR (DAC + rejestr SAR + 1 komparator), całkujące (integrator + fazy + pomiar czasu), sigma-delta (modulator + filtr). Rób krótkie fiszki "cecha → typ" i ćwicz na schematach blokowych, nie tylko na definicjach.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 41% zdających egzamin. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "To cechy odróżniające go od rozwiązań szeregowych, SAR i całkujących."

Źródła:

  • Wikipedia: "Flash ADC" – https://en.wikipedia.org/wiki/Flash_ADC (dostęp: 2026-02-18)
  • Wikipedia: "Successive approximation ADC" – https://en.wikipedia.org/wiki/Successive_approximation_ADC (dostęp: 2026-02-18)
  • Wikipedia: "Integrating ADC" – https://en.wikipedia.org/wiki/Integrating_ADC (dostęp: 2026-02-18)

Materiały:

  • Podręczniki/opracowania z elektroniki cyfrowej i układów pomiarowych (rozdziały o ADC)
  • Noty aplikacyjne producentów przetworników A/C (wprowadzenia do architektur: flash, SAR, sigma-delta)
  • Materiały kursowe z podstaw telekomunikacji dotyczące toru analogowego i cyfryzacji sygnału

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego