KWALIFIKACJA ELM3 - STYCZEŃ 2021

PYTANIE NR 25.
Pulse Width Modulation (PWM) w układach sterowania oznacza sterowanie za pomocą zmiany
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
PWM (Pulse Width Modulation) to technika sterowania, w której zmienia się szerokość impulsu, czyli współczynnik wypełnienia, przy zwykle stałej amplitudzie i okresie przebiegu. Dzięki temu reguluje się wartość średnią napięcia/prądu doprowadzaną do odbiornika (np. silnika lub LED).

Pełne wyjaśnienie:

PWM (Pulse Width Modulation), czyli modulacja szerokości impulsu, polega na sterowaniu sygnałem prostokątnym poprzez zmianę czasu trwania stanu wysokiego w każdym okresie. W praktyce opisuje to współczynnik wypełnienia (duty cycle): im dłużej w danym okresie sygnał jest "włączony", tym większa jest wartość średnia napięcia/prądu dostarczana do obciążenia.

Odpowiedź "szerokości impulsu" jest poprawna, bo właśnie szerokość (czas trwania) impulsu jest modulowana w PWM. Zmiana wypełnienia pozwala płynnie regulować moc bez liniowego "marnowania" energii na elemencie regulacyjnym, co jest szczególnie ważne w mechatronice (sterowanie silnikami DC, LED, grzałkami, driverami mocy).

Dlaczego pozostałe propozycje są błędne:

  • "amplitudy impulsu" dotyczy modulacji amplitudy lub regulacji analogowej. W typowym PWM amplituda pozostaje stała (np. 3,3 V lub 5 V na wyjściu mikrokontrolera), a zmienia się tylko czas włączenia.
  • "fazy sygnału" odnosi się do modulacji fazy lub do zjawisk synchronizacji sygnałów, a nie do klasycznej definicji PWM używanej do sterowania mocą.
  • "częstotliwości sygnału" oznaczałoby modulację częstotliwości (FM) albo zmianę częstotliwości przełączania. Częstotliwość PWM zwykle dobiera się ze względów akustycznych, strat przełączania i filtracji, ale nie jest ona tym parametrem, który "definiuje" PWM w sensie nazwy i podstawowej zasady działania.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w odpowiedziach pojawia się "szerokość" lub "wypełnienie", to jest to bezpośrednie odniesienie do definicji PWM. Pozostałe parametry (amplituda, faza, częstotliwość) należą do innych rodzajów modulacji.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
PWM to modulacja szerokości impulsu: sterowanie sygnałem prostokątnym przez zmianę czasu stanu wysokiego w każdym okresie. W efekcie zmienia się wartość średnia napięcia/prądu, a więc i moc dostarczana do odbiornika, bez zmiany amplitudy sygnału logicznego.
Współczynnik wypełnienia mówi, jaką część okresu sygnał jest w stanie "1". Większe wypełnienie oznacza dłuższe włączenie w każdym cyklu, a więc większą wartość średnią na obciążeniu. To podstawowy "pokrętło" regulacji w PWM.
W typowym układzie z mikrokontrolerem amplituda jest stała (np. 3,3 V/5 V) i wynika z zasilania logiki. Regulacja odbywa się przez kluczowanie w czasie (wypełnienie), a nie przez płynną zmianę poziomu napięcia, jak w regulacji analogowej.
PWM stosuje się, gdy chcesz regulować prędkość lub moment silnika DC efektywnie energetycznie. Zamiast obniżać napięcie liniowo, podajesz impulsy o stałej amplitudzie i zmiennym wypełnieniu, sterując średnim napięciem widzianym przez silnik.
Częsty błąd to mylenie PWM ze zmianą częstotliwości lub amplitudy, bo te parametry też "coś regulują". Inny błąd to nieuwzględnienie, że PWM reguluje wartość średnią mocy przez czas włączenia, a nie przez zmianę poziomu napięcia.
Można zmieniać częstotliwość przełączania, ale to nie jest istota PWM w sensie definicji. W klasycznym PWM częstotliwość jest zwykle stała, a regulacja odbywa się przez wypełnienie. Zmiana częstotliwości bywa stosowana z powodów technicznych, nie jako podstawowy parametr sterowania.
LED świeci jaśniej, gdy rośnie średni prąd. W PWM prąd płynie impulsowo: przy większym wypełnieniu LED jest dłużej włączona w każdym okresie, więc średnia moc rośnie. Oko ludzkie "uśrednia" szybkie miganie, widząc zmianę jasności.
Najczęściej PWM generuje mikrokontroler (timery/liczniki) albo sterownik dedykowany (driver). Sygnał PWM steruje elementem mocy, np. tranzystorem MOSFET w przetwornicy lub mostku H. Ważne jest poprawne dobranie częstotliwości i filtracji.
PWM = zmiana czasu trwania impulsu (wypełnienia) przy stałym okresie. Modulacja częstotliwości = zmiana okresu/częstotliwości sygnału. Jeśli odpowiedź mówi o "szerokości" lub "wypełnieniu", to wskazuje na PWM.
Opanuj definicję PWM, pojęcia: okres, częstotliwość, szerokość impulsu i wypełnienie. Przećwicz przykłady: regulacja LED i silnika DC. Warto też przejrzeć dokumentację mikrokontrolerów (timery PWM), żeby rozumieć, skąd bierze się sygnał w praktyce.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 73% zdających egzamin. średnio łatwe

Według specjalistów z branży: "PWM (Pulse Width Modulation) to technika sterowania, w której zmienia się szerokość impulsu, czyli współczynnik wypełnienia, przy zwykle stałej amplitudzie i okresie przebiegu."

Źródła:

  • Wikipedia: "Modulacja szerokości impulsu" (PWM) – https://pl.wikipedia.org/wiki/Modulacja_szeroko%C5%9Bci_impulsu - accessed 2026-03-02
  • Wikipedia: "Pulse-width modulation" – https://en.wikipedia.org/wiki/Pulse-width_modulation - accessed 2026-03-02
  • Texas Instruments, "Pulse Width Modulation (PWM)" (materiał edukacyjny/technical resource) – https://www.ti.com/lit/ (wyszukiwanie w TI Literature dla hasła PWM) - accessed 2026-03-02

Materiały:

  • Notatki z podstaw elektroniki cyfrowej: przebiegi prostokątne i parametry impulsu
  • Materiały z podstaw automatyki/sterowania: sygnały sterujące i regulacja mocy
  • Dokumentacje mikrokontrolerów: rozdziały o timerach i generatorach PWM

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego