KWALIFIKACJA INF1 - CZERWIEC 2020 (test 2)

PYTANIE NR 24.
Odtwarzanie sygnału analogowego z próbek polegające na wytworzeniu w danym przedziale próbkowania stałego poziomu sygnału odpowiadającego wartości bieżącej próbki i utrzymaniu go do chwili przyjścia kolejnej próbki, nazywa się metodą
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Opis dotyczy rekonstrukcji "sample-and-hold": w każdym okresie próbkowania sygnał wyjściowy ma stały poziom równy wartości ostatniej próbki i jest utrzymywany aż do nadejścia kolejnej próbki.
Takie odtwarzanie tworzy przebieg "schodkowy", więc właściwa jest metoda schodkowa.

Pełne wyjaśnienie:

W treści pytania opisano sposób odtwarzania sygnału analogowego z próbek, w którym w danym przedziale próbkowania utrzymuje się stały poziom odpowiadający bieżącej (ostatniej dostępnej) próbce, a aktualizacja następuje dopiero w chwili pojawienia się następnej próbki. To klasyczny mechanizm sample-and-hold, czyli interpolacja zerowego rzędu.

Wynikiem takiego procesu jest przebieg, który między chwilami próbkowania nie zmienia wartości, a zmiany mają postać skoków w kolejnych momentach aktualizacji. Właśnie dlatego nazywa się to metodą schodkową (bo przebieg przypomina schody).

Pozostałe odpowiedzi nie pasują do podanego opisu:

  • "całkową" można intuicyjnie kojarzyć z wygładzaniem lub uśrednianiem, ale w pytaniu nie ma mowy o całkowaniu ani o narastaniu/zanikaniu wartości w czasie. Jest wyraźnie wskazane utrzymanie stałego poziomu w całym przedziale.
  • "kolejnych przybliżeń" to sformułowanie typowe dla metody/architektury przetworników A/C (algorytm dochodzenia do wartości), a nie dla rekonstrukcji sygnału analogowego z próbek przez podtrzymanie poziomu.
  • "bezpośredniego porównania" również dotyczy raczej metod porównawczych w pomiarach lub przetwarzaniu A/C, a nie mechanizmu utrzymywania ostatniej próbki na wyjściu.

W praktyce telekomunikacyjnej i elektronicznej przebieg schodkowy często obserwuje się na wyjściu przetwornika C/A przed filtrem rekonstrukcyjnym. Filtr (dolnoprzepustowy) służy do wygładzenia "schodów" i ograniczenia składowych wysokoczęstotliwościowych powstałych wskutek takiej rekonstrukcji.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Metoda schodkowa (sample-and-hold) polega na tym, że po pobraniu próbki utrzymuje się na wyjściu stałą wartość równą tej próbce aż do chwili pojawienia się następnej próbki. W efekcie przebieg ma postać "schodów", czyli odcinków stałych i skoków w momentach aktualizacji.
Układ sample-and-hold pobiera wartość chwilową sygnału w określonym momencie, a następnie "trzyma" ją przez cały okres próbkowania. Dzięki temu przetwornik lub dalszy blok cyfrowy ma stabilną wartość do przetworzenia, zamiast szybko zmieniającego się sygnału analogowego.
Ponieważ między kolejnymi chwilami próbkowania wyjście nie zmienia wartości (jest utrzymywane na stałym poziomie). Zmiana następuje dopiero przy nadejściu następnej próbki, więc pojawiają się skoki oraz poziome odcinki o stałej amplitudzie.
Rekonstrukcja schodkowa utrzymuje stałą wartość równą ostatniej próbce w całym przedziale. Interpolacja liniowa łączy sąsiednie próbki odcinkiem prostym, więc wartość zmienia się płynnie w czasie. W pytaniu opisano utrzymanie stałego poziomu, czyli przypadek schodkowy.
Nie. Kwantyzacja dotyczy zaokrąglenia amplitudy do skończonej liczby poziomów (etap A/C), a metoda schodkowa dotyczy odtwarzania sygnału w czasie z kolejnych próbek (etap C/A lub rekonstrukcja). W metodzie schodkowej kluczowe jest "trzymanie" próbki do następnej.
Najczęściej na wyjściu przetworników cyfrowo-analogowych, gdzie kod cyfrowy jest aktualizowany okresowo. Pomiędzy aktualizacjami wyjście utrzymuje stały poziom. Taki sygnał zwykle trafia potem na filtr rekonstrukcyjny, który go wygładza.
Przebieg schodkowy zawiera składowe wysokoczęstotliwościowe wynikające ze skoków i utrzymywania stałych poziomów. Filtr dolnoprzepustowy ogranicza te składowe i pomaga uzyskać bardziej "ciągły" sygnał analogowy w paśmie użytecznym, co zmniejsza zniekształcenia.
Szukaj sformułowań typu: "stały poziom w przedziale próbkowania", "utrzymanie wartości próbki do przyjścia kolejnej próbki", "podtrzymanie" albo "hold". To jednoznacznie wskazuje rekonstrukcję zero-order hold, czyli metodę schodkową.
W opisie metody schodkowej nie ma całkowania ani narastania wartości w czasie, tylko stały poziom. Określenie "całkowa" sugeruje raczej operacje uśredniania lub integrowania sygnału, więc nie pasuje do definicji "trzymania" ostatniej próbki aż do kolejnej.
Najczęstsze pomyłki to mieszanie pojęć z przetworników A/C (kwantyzacja, kolejne przybliżenia) z rekonstrukcją C/A oraz pomijanie kluczowego fragmentu o "utrzymaniu stałego poziomu". Pomaga podkreślenie słów: stały, utrzymanie, do następnej próbki.
info

Około 42% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Źródła:

  • Wikipedia: "Zero-order hold" (opis sample-and-hold i rekonstrukcji schodkowej) - https://en.wikipedia.org/wiki/Zero-order_hold - dostęp 2026-03-02
  • Wikipedia (PL): "Próbkowanie" (sekcje o rekonstrukcji i wpływie próbkowania na sygnał) - https://pl.wikipedia.org/wiki/Pr%C3%B3bkowanie - dostęp 2026-03-02
  • Alan V. Oppenheim, Ronald W. Schafer: "Discrete-Time Signal Processing", rozdziały o próbkowaniu i rekonstrukcji (zero-order hold / sample-and-hold), wydanie zależne od edycji (weryfikacja pojęć ogólnych)

Materiały:

  • Podręczniki z podstaw cyfrowego przetwarzania sygnałów (DSP): próbkowanie i rekonstrukcja
  • Materiały producentów przetworników C/A opisujące tryb sample-and-hold oraz filtry wyjściowe
  • Notatki/wykłady z telekomunikacji: tor analogowo-cyfrowy i cyfrowo-analogowy

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego