KWALIFIKACJA INF1 - CZERWIEC 2016

PYTANIE NR 18.
Rysunek zawiera schemat przetwornika
Ilustracja przedstawia schemat blokowy przetwornika A/C, który przetwarza sygnał metodą całkowania.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Odpowiedź "A/C przetwarzającego sygnał metodą całkowania" jest właściwa, gdy na schemacie widać integrator oraz etap porównania (komparator) i sterowanie czasem całkowania. Metody integrujące uśredniają sygnał w czasie, co odróżnia je od A/C z kompensacją wagową (SAR) oraz od przetworników C/A.

Pełne wyjaśnienie:

Przetwornik A/C (analogowo-cyfrowy) zamienia wielkość analogową (najczęściej napięcie) na kod cyfrowy. W metodzie całkowania charakterystyczne jest to, że układ nie "mierzy" napięcia chwilowego w jednym kroku, tylko sumuje (integruje) je w czasie, a wynik konwersji wynika z czasu potrzebnego do osiągnięcia progu lub z porównania ładunku/obszaru pod przebiegiem.

Dlatego schemat integrującego A/C zwykle zawiera bloki takie jak:

  • integrator (np. wzmacniacz operacyjny z kondensatorem w sprzężeniu zwrotnym),
  • komparator do wykrycia osiągnięcia poziomu odniesienia,
  • źródło odniesienia i przełączanie faz (np. faza całkowania i faza "odcałkowania"),
  • układ zliczający/taktujący, który tworzy wynik cyfrowy zależny od czasu.

Odpowiedź "A/C przetwarzającego sygnał metodą kompensacji wagowej" dotyczy przetwornika SAR, w którym występuje zwykle rejestr kolejnych przybliżeń i przetwornik C/A w pętli porównania, ale nie jest to metoda oparta o całkowanie wejścia w czasie w rozumieniu przetworników integrujących.

Odpowiedzi "C/A o przetwarzaniu napięciowym" oraz "C/A o przetwarzaniu prądowym" są niepoprawne, ponieważ dotyczą przetworników cyfrowo-analogowych (DAC). DAC generuje sygnał analogowy z kodu cyfrowego, a w pytaniu chodzi o rozpoznanie układu dokonującego konwersji w drugą stronę (A/C), dodatkowo z cechą wyróżniającą w postaci całkowania.

Wskazówka egzaminacyjna: najpierw ustal kierunek konwersji (czy "wychodzi" kod cyfrowy), a dopiero potem szukaj cech architektury (integrator vs drabinka/układ wagowy i rejestr przybliżeń).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Przetwornik A/C (ADC) zamienia sygnał analogowy (np. napięcie) na postać cyfrową, aby mógł go przetwarzać mikrokontroler lub procesor. W praktyce telekomunikacyjnej używa się go np. do pomiaru napięć zasilania, poziomów sygnałów i diagnostyki torów.
Metoda całkowania polega na uśrednianiu (sumowaniu) sygnału w czasie przez integrator. Wynik konwersji zależy od czasu całkowania lub czasu powrotu do poziomu odniesienia. Dzięki temu taka metoda bywa odporna na zakłócenia okresowe i szum.
Szukaj bloku integratora (wzmacniacz operacyjny z kondensatorem), komparatora oraz przełączania faz pomiaru (np. całkowanie wejścia i całkowanie napięcia odniesienia). Często widać też licznik/taktowanie, które zamienia czas na kod cyfrowy.
A/C całkujący opiera wynik na integracji w czasie, a A/C SAR (kompensacja wagowa) działa krokowo: porównuje wejście z napięciem z wewnętrznego C/A i ustala kolejne bity od MSB do LSB. SAR zwykle jest szybszy, a całkujący lepiej uśrednia zakłócenia.
C/A (DAC) zamienia kod cyfrowy na sygnał analogowy, czyli działa w przeciwnym kierunku niż A/C. Jeśli na rysunku celem jest uzyskanie kodu cyfrowego z sygnału analogowego, to odpowiedzi opisujące C/A są z definicji niezgodne z kierunkiem przetwarzania.
Tak, spotyka się go w przyrządach pomiarowych i torach monitorowania, gdzie liczy się stabilność oraz uśrednianie zakłóceń (np. pomiar napięć, temperatury, prądu). W serwisie ważne jest rozpoznanie architektury, by poprawnie interpretować czasy pomiaru i filtrację.
Najczęściej: integrator, komparator, źródło odniesienia, przełączniki faz (np. wejście/odniesienie) oraz układ zliczający lub logika sterująca. Zestaw tych bloków odróżnia metodę całkowania od przetworników opartych o drabinki rezystorowe i rejestr SAR.
Gdy potrzebna jest większa szybkość próbkowania i przewidywalny czas konwersji, SAR jest często korzystniejszy. Metody całkujące zwykle są wolniejsze, ale mogą lepiej tłumić zakłócenia. Na egzaminie kluczowe jest rozpoznanie ich po schemacie.
Najczęściej myli się kierunek konwersji (czy kod cyfrowy jest wejściem czy wyjściem) oraz utożsamia każdy układ z komparatorem z SAR. Warto prześledzić przepływ sygnału i szukać integratora/elementu całkującego, jeśli pytanie dotyczy całkowania.
Najpierw ustal, czy schemat przedstawia A/C czy C/A (co jest wejściem, co wyjściem). Potem porównaj cechy: integrator i fazy pomiaru sugerują całkowanie, a rejestr przybliżeń z C/A w pętli sugeruje SAR. Unikaj strzelania po samych nazwach.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 38% zdających egzamin. bardzo trudne

Eksperci podkreślają: "Odpowiedź "A/C przetwarzającego sygnał metodą całkowania" jest właściwa, gdy na schemacie widać integrator oraz etap porównania (komparator) i sterowanie czasem całkowania."

Źródła:

  • Analog Devices, MT-021: "ADC Architectures I: The Flash Converter" (kontekst porównania architektur A/C), https://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-021.pdf (dostęp: 2026-03-01)
  • Analog Devices, MT-022: "ADC Architectures II: Successive Approximation ADCs" (opis SAR/kompensacji wagowej), https://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-022.pdf (dostęp: 2026-03-01)
  • Texas Instruments, Precision ADCs: "Integrating ADC Basics" (opis metody całkowania i bloków funkcjonalnych), https://www.ti.com/lit/ (wyszukiwalne w bibliotece TI po haśle: Integrating ADC Basics) (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Noty aplikacyjne o architekturach przetworników A/C (integrujące, SAR, sigma-delta)
  • Podstawowy podręcznik elektroniki/technik cyfrowych omawiający A/C i C/A
  • Materiały kursowe z metrologii elektronicznej (metody całkowania, odporność na zakłócenia)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego