Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA INF1 - STYCZEŃ 2019 (test 2)



PYTANIE NR 20.
Zamieszczony na rysunku przetwornik umożliwia przetwarzanie analogowo-cyfrowe w oparciu o metodę
Ilustracja przedstawia schemat blokowy przetwornika analogowo-cyfrowego, który działa w oparciu o metodę podwójnego
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Metoda podwójnego całkowania jest charakterystyczna dla przetworników całkujących: sygnał wejściowy jest całkowany przez określony czas, a następnie układ wykonuje całkowanie "wsteczne" (zwykle napięciem odniesienia), aby wyznaczyć wynik z czasu rozładowania integratora.
To odróżnia ją od SAR oraz od samego próbkowania.

Pełne wyjaśnienie:

Pytanie dotyczy rozpoznania metody konwersji A/C na podstawie przetwornika przedstawionego na rysunku. Poprawna odpowiedź: "podwójnego całkowania".

Na czym polega podwójne całkowanie? W przetworniku całkującym sygnał analogowy jest najpierw całkowany przez ustalony czas (integrator "gromadzi" informację o wartości średniej sygnału). Następnie układ przełącza wejście na znaną wartość (zwykle napięcie odniesienia o przeciwnym znaku) i wykonuje drugi etap całkowania w kierunku powrotu do poziomu odniesienia. Wynik cyfrowy jest wyznaczany na podstawie czasu, jaki jest potrzebny, aby wyjście integratora wróciło do zera lub aby komparator wykrył przekroczenie progu.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "sukcesywnej aproksymacji" dotyczy przetwornika SAR, gdzie wynik powstaje przez kolejne przybliżenia realizowane przez DAC i komparator (przeszukiwanie binarne). Typowym wyróżnikiem jest rejestr SAR i pętla porównania z DAC, a nie dwufazowe całkowanie w czasie.
  • "próbkowania cyfrowego" to sformułowanie opisujące etap pobrania próbki sygnału (sample-and-hold) lub ogólnie proces dyskretyzacji w czasie. Samo próbkowanie nie jest nazwą architektury przetwornika A/C, więc jako "metoda przetwarzania analogowo-cyfrowego" jest zbyt ogólne i nie wskazuje konkretnego typu ADC.
  • "przetwarzania bezpośredniego" bywa kojarzone z bardzo szybkimi metodami (np. równoległymi/komparatorowymi), gdzie kod powstaje natychmiast z porównania progów. Przetwornik podwójnego całkowania działa inaczej: wykorzystuje integrację w czasie i pomiar czasu powrotu, co jest przeciwieństwem "bezpośredniego" kodowania progowego.

Wskazówka egzaminacyjna: jeżeli na schemacie widzisz integrator oraz przełączanie między sygnałem wejściowym a napięciem odniesienia, a wynik zależy od odmierzania czasu do zadziałania komparatora, to najczęściej chodzi o przetwornik całkujący (w tym z podwójnym całkowaniem).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co to jest przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC)?
ADC (przetwornik analogowo-cyfrowy) zamienia sygnał ciągły (np. napięcie) na liczbę w postaci binarnej. Proces obejmuje zwykle próbkowanie w czasie i kwantyzację amplitudy. W praktyce spotyka się różne architektury ADC, które różnią się szybkością, dokładnością i odpornością na zakłócenia.
Jak działa metoda podwójnego całkowania w ADC?
W metodzie podwójnego całkowania sygnał wejściowy jest całkowany przez ustalony czas, a potem układ przełącza się na napięcie odniesienia i "odcałkowuje" do zera. Wynik jest wyznaczany z czasu potrzebnego na powrót integratora. Ta metoda jest ceniona za dobrą odporność na zakłócenia i stabilność.
Dlaczego metoda podwójnego całkowania jest odporna na zakłócenia?
Ponieważ integrator uśrednia sygnał w czasie, krótkie impulsy zakłóceń mają mniejszy wpływ na wynik niż w przetwornikach natychmiastowych. Dodatkowo drugi etap (odcałkowanie napięciem odniesienia) odnosi pomiar do stabilnego wzorca. Efekt: lepsza dokładność kosztem szybkości pomiaru.
Co to jest sukcesywna aproksymacja (SAR) w ADC?
SAR to metoda, w której przetwornik szuka wyniku jak w przeszukiwaniu binarnym: ustawia kolejne bity od najwyższego, a komparator sprawdza, czy napięcie z DAC jest mniejsze czy większe od wejściowego. To typowa architektura ADC o dobrym kompromisie między szybkością a rozdzielczością.
Jaka jest różnica między ADC SAR a całkującym?
ADC SAR opiera się na szybkim porównywaniu z poziomami generowanymi przez DAC i ustalaniu bitów jeden po drugim. ADC całkujący opiera się na integracji sygnału i pomiarze czasu, a więc "uśrednia" sygnał. W skrócie: SAR zwykle jest szybszy, a całkujący bywa dokładniejszy i bardziej odporny na zakłócenia.
Czy "próbkowanie" to to samo co metoda przetwarzania A/C?
Nie. Próbkowanie oznacza pobieranie wartości sygnału w wybranych chwilach czasu (dyskretyzacja w czasie). Metoda/architektura przetwornika A/C opisuje, jak z próbki powstaje kod binarny (np. SAR, podwójne całkowanie, równoległa). Na egzaminie warto rozróżniać te pojęcia.
Jak rozpoznać na schemacie przetwornik podwójnego całkowania?
Szukaj bloku integratora (wzmacniacz operacyjny z kondensatorem w sprzężeniu) oraz przełączania wejścia integratora między sygnałem mierzonym a napięciem odniesienia. Często występuje też komparator wykrywający moment powrotu do zera oraz licznik odmierzający czas odcałkowania.
Kiedy stosuje się przetworniki całkujące w praktyce?
Najczęściej w pomiarach wymagających dobrej dokładności i stabilności, gdzie szybkość nie jest krytyczna, np. w miernikach cyfrowych i torach pomiarowych. W telekomunikacji mogą występować w modułach diagnostycznych lub pomiarach serwisowych. Ich zaletą jest uśrednianie i odporność na szum.
Jakie błędy najczęściej popełnia się w pytaniach o metody ADC?
Częsty błąd to mylenie "próbkowania" (etapu dyskretyzacji) z konkretną architekturą przetwornika. Drugi błąd to wybór znanej nazwy (np. SAR) bez analizy elementów schematu. Pomaga sprawdzanie, czy w układzie występuje integrator i przełączanie na napięcie odniesienia.
Jak przygotować się do pytań o przetworniki A/C na egzamin?
Ucz się architektur "po cechach rozpoznawczych": integrator i pomiar czasu (całkujący), DAC + komparator + rejestr (SAR), wiele komparatorów równolegle (flash). Przećwicz rozpoznawanie na schematach blokowych z kart katalogowych. Zwracaj uwagę na słowa kluczowe: integracja, odniesienie, licznik, komparator.
info

Statystycznie 28% uczniów zna prawidłową odpowiedź. bardzo trudne

Źródła:

  • Wikipedia: Integrating ADC — https://en.wikipedia.org/wiki/Integrating_ADC (dostęp: 2026-03-02)
  • Wikipedia: Successive approximation ADC — https://en.wikipedia.org/wiki/Successive_approximation_ADC (dostęp: 2026-03-02)
  • Wikipedia: Analog-to-digital converter — https://en.wikipedia.org/wiki/Analog-to-digital_converter (dostęp: 2026-03-02)

Materiały:

  • Notatki/lekcje z podstaw elektroniki: przetworniki A/C i C/A (ADC/DAC)
  • Karty katalogowe wybranych przetworników ADC (sekcje: zasada działania, blokowy schemat)
  • Materiały dydaktyczne o architekturach ADC (SAR, całkujące, flash) i ich zastosowaniach
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego