KWALIFIKACJA ELM5 - TEST WIEDZY NR 3

PYTANIE NR 28.
Zidentyfikuj funkcję bloku "filtru dolnoprzepustowego" w układzie elektronicznym.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Filtr dolnoprzepustowy przepuszcza składowe sygnału o częstotliwościach niższych od częstotliwości granicznej, a składowe wyższe tłumi. Odpowiedź o "wyższych częstotliwościach" opisuje filtr górnoprzepustowy, a "zwiększa amplitudę" i "generuje sygnał" to funkcje odpowiednio wzmacniacza i generatora.

Pełne wyjaśnienie:

Filtr dolnoprzepustowy to układ, którego zadaniem jest selekcja częstotliwościowa: ma on przenosić (z możliwie małym tłumieniem) sygnały o częstotliwościach poniżej pewnej wartości, a sygnały o częstotliwościach wyższych tłumić. Tę granicę opisuje pojęcie częstotliwości granicznej (często oznaczanej jako fc), czyli punktu rozdzielającego pasmo przenoszenia od obszaru, w którym tłumienie wyraźnie rośnie.

Odpowiedź "Przepuszcza tylko te częstotliwości, które są niższe od określonej wartości granicznej." oddaje istotę działania filtru dolnoprzepustowego: priorytetem jest przeniesienie składowych niskoczęstotliwościowych i redukcja wpływu składowych wysokoczęstotliwościowych (np. zakłóceń).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "Przepuszcza tylko te częstotliwości, które są wyższe od określonej wartości granicznej." – to opis filtru górnoprzepustowego, czyli układu o odwrotnej charakterystyce względem dolnoprzepustowego.
  • "Zwiększa amplitudę sygnału." – to typowy opis wzmacniacza. Filtr może w praktyce wprowadzać tłumienie lub wzmocnienie (np. aktywny), ale jego podstawową, rozróżniającą cechą jest zależność przenoszenia od częstotliwości, a nie "zwiększanie amplitudy" jako główna funkcja.
  • "Generuje sygnał o określonej częstotliwości." – to funkcja generatora/oscylatora, który wytwarza przebieg bez potrzeby podawania sygnału wejściowego o tej częstotliwości. Filtr nie wytwarza nowego sygnału, tylko przekształca (kształtuje) sygnał wejściowy.

W praktyce filtr dolnoprzepustowy spotkasz m.in. jako prosty filtr RC wygładzający, jako element toru audio (redukcja szumów wysokoczęstotliwościowych) lub jako filtr antyaliasingowy przed przetwornikiem A/C. Na egzaminie warto kojarzyć: dolnoprzepustowy = "przepuszcza dół pasma", górnoprzepustowy = "przepuszcza górę pasma".

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Filtr dolnoprzepustowy to układ, który przepuszcza niskie częstotliwości sygnału, a tłumi wysokie. Stosuje się go do redukcji zakłóceń wysokoczęstotliwościowych, wygładzania przebiegów i ograniczania pasma w torach analogowych.
Częstotliwość graniczna to umowna granica między pasmem przenoszenia a pasmem tłumienia. Poniżej tej częstotliwości sygnał jest przenoszony względnie dobrze, a powyżej tłumienie rośnie. W realnym filtrze przejście nie jest idealnie "ostre".
Filtr dolnoprzepustowy przenosi niższe częstotliwości i tłumi wyższe, a filtr górnoprzepustowy działa odwrotnie: przenosi wyższe i tłumi niższe. Najczęstsza pomyłka na testach wynika z podobnej nazwy obu filtrów.
Wzmacniacz ma jako główny cel zwiększanie amplitudy (wzmocnienie), natomiast filtr ma jako główny cel selekcję częstotliwości. Filtr może być aktywny i mieć wzmocnienie w paśmie, ale nadal jego wyróżnikiem jest zależność przenoszenia od częstotliwości.
Tak, w praktyce każdy układ ma pewne straty, więc nawet w paśmie przenoszenia może występować tłumienie. Jednak idea filtru dolnoprzepustowego polega na tym, że niskie częstotliwości są tłumione znacznie mniej niż wysokie.
Stosuje się go po prostowaniu, aby wygładzić napięcie i ograniczyć tętnienia oraz zakłócenia o wyższych częstotliwościach. Typowy przykład to filtr RC/LC w torze zasilania lub kondensator filtrujący, który zmniejsza składową zmienną.
Przed przetwornikiem A/C filtr dolnoprzepustowy działa jako filtr antyaliasingowy: ogranicza pasmo sygnału wejściowego, aby wysokie częstotliwości nie "złożyły się" do niższych po próbkowaniu. To poprawia wiarygodność pomiaru i redukuje błędy.
Tłumienie oznacza zmniejszenie amplitudy składowych sygnału na wyjściu względem wejścia. W filtrze dolnoprzepustowym tłumienie rośnie dla częstotliwości wyższych od granicznej, więc zakłócenia i szumy wysokoczęstotliwościowe są słabsze na wyjściu.
Najczęściej myli się "dolno-" z "górnoprzepustowym" oraz przypisuje filtrowi rolę wzmacniacza lub generatora. Pomaga prosta kontrola: filtr nie "wytwarza" sygnału jak generator i nie jest definiowany przez samo wzmocnienie, tylko przez zachowanie w funkcji częstotliwości.
Generator jest opisywany jako układ, który generuje sygnał o określonej częstotliwości (oscylator). Filtr zawsze odnosi się do tego, co przepuszcza lub tłumi w sygnale wejściowym. Słowa "generuje/wytwarza" to typowy sygnał, że chodzi o generator.
info

Około 79% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnio łatwe

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że filtr dolnoprzepustowy przepuszcza składowe sygnału o częstotliwościach niższych od częstotliwości granicznej, a składowe wyższe tłumi.

Źródła:

  • A. S. Sedra, K. C. Smith, "Microelectronic Circuits", rozdziały dotyczące odpowiedzi częstotliwościowej i filtrów (frequency response, filters), wydania akademickie (brak jednej, stałej paginacji między edycjami).
  • P. Horowitz, W. Hill, "The Art of Electronics", części dotyczące filtrów i kształtowania pasma (filters, frequency-domain behavior), wydania akademickie (zakres treści stały między edycjami).
  • Wikipedia: "Filtr dolnoprzepustowy" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Filtr_dolnoprzepustowy (dostęp: 2026-03-02)

Materiały:

  • Podstawy teorii sygnałów i układów liniowych (charakterystyki częstotliwościowe)
  • Podręczniki z elektroniki analogowej (filtry RC/RLC, pojęcie fc)
  • Ćwiczenia laboratoryjne z filtrów (pomiary Bodego, odpowiedź skokowa)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego