KWALIFIKACJA MOT2 - STYCZEŃ 2017

PYTANIE NR 35.
W trakcie uruchamiania układu sterowania silnikiem krokowym na podstawie otrzymanych oscylogramów sygnału PWM można stwierdzić, że
Ilustracja przedstawia dwa oscylogramy sygnału PWM (modulacja szerokości impulsu), które są używane w kontekście
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Przy sterowaniu PWM częstotliwość odpowiada okresowi przebiegu, a współczynnik wypełnienia – szerokości impulsu. Jeśli na oscylogramie odstęp między zboczami jest taki sam, a zmienia się czas stanu wysokiego, oznacza to stałą częstotliwość i zmienne wypełnienie.

Pełne wyjaśnienie:

W sygnale PWM (modulacja szerokości impulsu) sterowanie odbywa się przez zmianę współczynnika wypełnienia, czyli stosunku czasu trwania stanu wysokiego do całego okresu. Częstotliwość (odwrotność okresu) wynika z tego, jak często powtarza się pełen cykl impulsu.

Dlatego podczas analizy oscylogramu kluczowe są dwa elementy:

  • Okres – odległość czasowa między kolejnymi jednakowymi punktami przebiegu (np. zbocze narastające–zbocze narastające). Stały odstęp oznacza stałą częstotliwość.
  • Szerokość impulsu – czas, przez jaki sygnał pozostaje w stanie wysokim w danym okresie. Zmienna szerokość przy stałym okresie oznacza zmienny współczynnik wypełnienia.

Odpowiedź "częstotliwość sygnału jest stała, natomiast zmienia się jego współczynnik wypełnienia" jest poprawna wtedy, gdy na oscylogramach widać, że impulsy pojawiają się regularnie (ten sam okres), ale różnią się czasem trwania stanu wysokiego.

Pozostałe odpowiedzi są błędne w typowych sytuacjach PWM, ponieważ:

  • Stwierdzenie o jednoczesnej zmianie częstotliwości i wypełnienia wymagałoby widocznej zmiany odstępów między impulsami oraz ich szerokości.
  • Stwierdzenie o stałym wypełnieniu i zmiennej częstotliwości odpowiadałoby raczej zmianie okresu przy niezmiennym czasie stanu wysokiego, co nie jest klasycznym mechanizmem regulacji PWM.
  • Stwierdzenie o stałej częstotliwości i stałym wypełnieniu oznaczałoby brak modulacji (brak sterowania przez PWM).

W praktyce diagnostycznej warto porównywać przebiegi w kilku momentach uruchamiania: jeśli okres jest niezmienny, a zmienia się "szerokość" impulsów, sterownik reguluje sygnał przez wypełnienie.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Współczynnik wypełnienia to część okresu, przez którą sygnał PWM jest w stanie wysokim. Podaje się go zwykle w procentach. Większe wypełnienie oznacza dłuższy czas "1" w każdym cyklu, a więc większą średnią wartość sygnału dostarczaną do obciążenia.
Stała częstotliwość oznacza stały okres. Na oscylogramie widać to jako jednakowe odstępy czasowe między kolejnymi zboczami narastającymi (lub opadającymi). Jeśli odstępy są równe, częstotliwość się nie zmienia, nawet gdy zmienia się szerokość impulsu.
Zmiana wypełnienia pozwala płynnie regulować wartość średnią/moc przy stałym okresie, co upraszcza filtrację i sterowanie elementami wykonawczymi. Stała częstotliwość jest też wygodna dla driverów i układów pomiarowych, bo mają stałe warunki czasowe pracy.
Najczęściej sprawdza się: częstotliwość (lub okres), współczynnik wypełnienia, amplitudę/poziomy logiczne oraz stabilność przebiegu (jitter, zakłócenia). W diagnostyce samochodowej ważne jest też, czy sygnał ma poprawne zbocza i czy nie ma przerw/zaników sterowania.
Tak, w układach wykonawczych spotyka się sterowanie wykorzystujące sygnały impulsowe, a PWM bywa używane do regulacji prądu lub mocy w driverze. Dokładny sposób sterowania zależy od konstrukcji napędu i sterownika, ale interpretacja PWM (okres vs wypełnienie) pozostaje taka sama.
Gdy zmienia się wypełnienie, zmienia się szerokość impulsu (czas stanu wysokiego), ale odstęp między kolejnymi cyklami pozostaje taki sam. Gdy zmienia się częstotliwość, zmienia się odstęp między impulsami (okres), nawet jeśli impulsy mają podobną szerokość.
To typowy skrót myślowy: podczas uruchamiania układu coś "się dzieje", więc łatwo założyć zmienność wszystkich parametrów. W praktyce PWM zwykle ma stałą częstotliwość, a regulacja odbywa się przez wypełnienie. Trzeba świadomie sprawdzić okres i szerokość impulsu.
Zmiana częstotliwości może występować w innych metodach modulacji lub w układach, gdzie częstotliwość niesie informację (np. sygnały częstotliwościowe czujników). W klasycznym PWM do regulacji mocy zwykle utrzymuje się częstotliwość, a zmienia wypełnienie.
Najczęściej: zły próg wyzwalania (trigger), zbyt krótka lub zbyt długa podstawa czasu, nieprawidłowe podłączenie masy sondy oraz pomiar w miejscu z zakłóceniami. Skutkiem bywa pozorna zmiana częstotliwości lub "pływanie" przebiegu, którego realnie nie ma.
Opanuj definicje: okres, częstotliwość, wypełnienie oraz naucz się je rozpoznawać na oscylogramie. Ćwicz na przykładowych przebiegach: zaznaczaj jeden okres i porównuj czas stanu wysokiego. Na egzaminie najpierw oceń okres, potem dopiero wypełnienie.
info

Około 45% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Według specjalistów z branży: "Przy sterowaniu PWM częstotliwość odpowiada okresowi przebiegu, a współczynnik wypełnienia – szerokości impulsu."

Źródła:

  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Modulacja_szeroko%C5%9Bci_impulsu - dostęp 2026-02-28
  • https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/pulse-width-modulation-pwm/ - dostęp 2026-02-28
  • https://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-090.pdf - dostęp 2026-02-28

Materiały:

  • Instrukcje i kursy podstaw obsługi oscyloskopu w diagnostyce samochodowej
  • Materiały dydaktyczne z elektroniki: przebiegi prostokątne, okres, częstotliwość, wypełnienie
  • Podręczniki/poradniki z diagnostyki układów sterowania i napędów w pojazdach

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego