Test ELM.02 — zestaw 17

Dlaczego tak

Napięcie na emiterze podąża za napięciem bazy pomniejszonym o ok. 0,7 V, stąd wzmocnienie napięciowe nieco mniejsze od 1 i brak odwrócenia fazy; wtórnik wzmacnia natomiast prąd i dlatego służy jako bufor dopasowujący źródło o dużej rezystancji do małego obciążenia. Duże wzmocnienie napięciowe z odwróceniem fazy to cecha układu wspólnego emitera. Wzmocnienie prądowe bliskie 1 i mała rezystancja wejściowa opisują układ wspólnej bazy.

Dlaczego tak

Pełne ujemne sprzężenie zwrotne wymusza równość napięć na obu wejściach, więc wyjście powtarza napięcie wejściowe bez odwrócenia fazy — to wtórnik, stosowany jako bufor o bardzo dużej rezystancji wejściowej. Komparator pracuje bez sprzężenia zwrotnego, a tu sprzężenie jest pełne. Wzmacniacz odwracający o wzmocnieniu −1 wymagałby podania sygnału przez rezystor na wejście odwracające, a integrator — kondensatora w pętli sprzężenia.

Dlaczego tak

Margines zakłóceń w stanie wysokim to różnica między najniższym gwarantowanym napięciem wyjścia w stanie 1 a najniższym napięciem, które wejście jeszcze uzna za 1: 2,4 − 2,0 = 0,4 V. Tyle zakłócenia może odjąć się od sygnału bez zmiany odczytanego stanu. Wartość 0,8 V to U_IL max wejścia TTL i bywa z marginesem mylona, bo oba parametry występują w tej samej tabeli.

Dlaczego tak

Na wyjściu otrzymuje się ¬(¬A·¬B), co zgodnie z prawem De Morgana jest równe A + B, czyli funkcji OR. Odpowiedź AND bierze się z przekonania, że dwie negacje — na wejściach i w bramce NAND — po prostu się znoszą, ale negacje na wejściach zamieniają iloczyn w sumę. Funkcję NOR dałoby takie samo połączenie z bramką AND zamiast NAND.

Dlaczego tak

Grupa 2^k sąsiednich jedynek eliminuje k zmiennych, bo w jej obrębie te zmienne przyjmują oba stany; cztery jedynki to 2², więc z trzech zmiennych zostaje jedna. Odpowiedź „dwie zmienne” bierze się z odjęcia od trzech tylko jednej zmiennej, jak dla pary jedynek. Im większa grupa, tym prostszy iloczyn — dlatego przy minimalizacji zakreśla się grupy możliwie największe.

Dlaczego tak

Gdy oba wejścia mają ten sam stan A, bramka NAND daje ¬(A·A) = ¬A, czyli działa jak negator; równoważnie można drugie wejście dołączyć do stanu wysokiego. Połączenie drugiego wejścia z masą wymusza na nim 0, a wtedy wyjście NAND jest stale w stanie 1 niezależnie od sygnału — to najczęstsza pomyłka. Niepodłączone wejście, zwłaszcza w układach CMOS, ma nieokreślony stan i zbiera zakłócenia.

Dlaczego tak

Progi wynoszą 0,3 · 3,3 ≈ 0,99 V i 0,7 · 3,3 ≈ 2,31 V, więc 2,0 V leży w obszarze zabronionym, w którym producent nie gwarantuje odczytu żadnego stanu. Rozumowanie „powyżej połowy zasilania to jedynka” opisuje typowy próg przełączania pojedynczego egzemplarza, ale nie gwarantowany poziom logiczny. Stan wysokiej impedancji dotyczy wyjść trójstanowych, a nie poziomu napięcia na wejściu.

Dlaczego tak

Współczynnik wypełnienia to 5 µs / 20 µs = 0,25, a wartość średnia przebiegu unipolarnego jest iloczynem amplitudy i wypełnienia: 5 V · 0,25 = 1,25 V. Wynik 2,5 V otrzymuje się przy założeniu wypełnienia 50%, właściwego dla przebiegu symetrycznego. Wartość 3,75 V powstaje po pomyleniu czasu impulsu z czasem przerwy.

Dlaczego tak

Stan 0111 to liczba 7; po trzech impulsach licznik zliczający w górę osiąga 10, czyli binarnie 1010. Wynik 1001 odpowiada dwóm impulsom — błąd powstaje, gdy pierwszy impuls potraktuje się jako „wejście w stan 0111”. Stan 0100 oznaczałby odliczanie w dół o trzy, czyli licznik rewersyjny pracujący w przeciwnym kierunku.

Dlaczego tak

Schemat ideowy czyta się jak tekst — od wejścia po lewej do wyjścia po prawej — a wyższe potencjały rysuje się wyżej, więc szyna zasilania jest u góry, a masa u dołu. Takie ułożenie pozwala odczytać działanie układu bez śledzenia każdej linii. Odwzorowanie rozmieszczenia elementów z płytki to cecha schematu montażowego, a nie ideowego, i jest częstym źródłem nieczytelnych rysunków.

Dlaczego tak

Odstępy izolacyjne zapobiegają przebiciu lub przeskokowi napięcia sieciowego na części, których dotyka użytkownik, więc ich normowanie służy bezpieczeństwu życia i zdrowia. Zamienność dotyczy wymiarów i parametrów przyłączeniowych, np. rastrów złączy, a nie izolacji. Usuwanie barier w handlu jest skutkiem ubocznym wspólnych norm europejskich, ale nie jest celem tego konkretnego wymagania.

Dlaczego tak

Zgodnie z ustawą o normalizacji Polskie Normy stosuje się dobrowolnie, a obowiązkowe stają się dopiero wtedy, gdy powoła je przepis prawa, np. rozporządzenie. W praktyce producent i tak je stosuje, bo zgodność z normą zharmonizowaną daje domniemanie spełnienia wymagań dyrektyw. Przekonanie, że norma po publikacji obowiązuje każdego, wynika z mylenia normy z aktem prawnym.

Dlaczego tak

Litery HD oznaczają dokument harmonizacyjny (Harmonization Document) CENELEC, a numer 60364 wskazuje, że bazą jest seria IEC 60364 dotycząca instalacji elektrycznych niskiego napięcia. Dokument HD — inaczej niż norma EN — dopuszcza krajowe odstępstwa, stąd ta forma dla przepisów instalacyjnych. Pomylenie z ISO wynika z traktowania każdej normy międzynarodowej jako ISO, podczas gdy elektrotechnika należy do IEC.

Dlaczego tak

Polski Komitet Normalizacyjny prowadzi katalog norm, w którym przy każdej normie podano jej status (aktualna lub wycofana) i normę zastępującą. Dziennik Ustaw publikuje akty prawne, a nie normy, więc nie podaje ich statusu — to częsty błąd wynikający z traktowania normy jak przepisu. Deklaracja zgodności i podręcznik mówią, jakie normy obowiązywały w chwili ich sporządzenia, a nie dziś.

Dlaczego tak

Oznaczenie typu „14D471” jest charakterystyczne dla warystorów tlenkowych: 14 to średnica tarczy w milimetrach, a 471 — napięcie warystorowe 470 V zapisane kodem trzycyfrowym. Włączony równolegle do sieci ogranicza przepięcia, gwałtownie zmniejszając rezystancję. Kondensator klasy Y też bywa niebieską tarczką przy wejściu sieciowym, ale ma nadruk pojemności i klasy, np. „222 Y1”, a termistor NTC włącza się szeregowo, nie równolegle.

Dlaczego tak

Po wyłączeniu tranzystora prąd cewki nie może zaniknąć natychmiast, więc indukcyjność wytwarza przepięcie o odwrotnej biegunowości, sięgające nawet setek woltów; dioda przejmuje ten prąd i ogranicza napięcie do ok. 0,7 V powyżej zasilania. Wbrew intuicji dioda nie przyspiesza zwolnienia przekaźnika, tylko nieco je opóźnia, bo prąd zanika w niej wolniej. Do prostowania służy prostownik w zasilaczu, a nie dioda przy cewce zasilanej napięciem stałym.

Dlaczego tak

Odgięte końce kreski katody, przypominające literę Z, to znak rozpoznawczy diody Zenera, pracującej w kierunku zaporowym jako źródło napięcia odniesienia. Dioda Schottky'ego ma kreskę zakończoną haczykami zawiniętymi w kształt litery S — te dwa symbole są najczęściej mylone. Warikap rysuje się z dodatkowym symbolem kondensatora przy katodzie, a dioda tunelowa ma kreskę z odgięciami w tę samą stronę.

Dlaczego tak

Transoptor zawiera diodę LED i fotodetektor w jednej obudowie, więc przekazuje sygnał światłem, bez połączenia elektrycznego — typowo w pętli sprzężenia zwrotnego zasilacza impulsowego lub przy wejściach sterownika. Element ma w nazwie „opto”, stąd skojarzenie z pomiarem oświetlenia, ale jego światło nie dociera z zewnątrz, bo obudowa jest szczelna. Do sterowania silnikiem transoptor sam nie wystarcza, bo jego wyjście przenosi prąd rzędu miliamperów.

Dlaczego tak

Transformator zmienia wartość napięcia przemiennego zgodnie z przekładnią i — co równie ważne — oddziela galwanicznie obwody urządzenia od sieci, co jest podstawą ochrony użytkownika. Zamiana na napięcie jednokierunkowe to zadanie prostownika, a wygładzanie — kondensatora filtrującego. Uczniowie przypisują transformatorowi stabilizację, ale jego napięcie wyjściowe spada przy obciążeniu i zmienia się razem z napięciem sieci.

Dlaczego tak

Dioda 1N4007 ma prąd 1 A, napięcie wsteczne 1000 V i obudowę DO-41, więc spełnia wszystkie trzy wymagania specyfikacji. 1N4004 wygląda identycznie i ma ten sam prąd, ale jej napięcie wsteczne to tylko 400 V — to najłatwiejsza pomyłka przy kompletacji. 1N5408 ma 1000 V i 3 A, ale większą obudowę DO-201AD, która nie pasuje do otworów i rastru płytki, a 1N4148 to dioda impulsowa małej mocy.

Dlaczego tak

Formierka gnie wyprowadzenia jednocześnie, w ustalonej odległości od korpusu i na zadany raster, dzięki czemu wszystkie elementy partii są jednakowe i nie obciążają mechanicznie miejsca wyjścia drutu z korpusu. Kombinerki wydają się wygodne, ale ząbkowane szczęki nacinają wyprowadzenia i nie zapewniają powtarzalnego rastra. Szczypce boczne służą do obcinania, a pęseta — do chwytania drobnych elementów.

Dlaczego tak

Bramka tranzystora MOSFET jest bardzo wrażliwa na wyładowania elektrostatyczne, dlatego przechowuje się go w opakowaniu ekranującym albo z wyprowadzeniami zwartymi gąbką przewodzącą. Wbicie w styropian wygląda na porządny sposób segregacji, ale styropian silnie się elektryzuje i jest jednym z najgorszych materiałów w strefie ESD. Zwykła folia polietylenowa również gromadzi ładunek, a opis na woreczku nie chroni elementu.

Dlaczego tak

Kondensatory ceramiczne SMD nie mają nadruku wartości, więc jedynym nośnikiem ich identyfikacji jest opisana taśma — po wysypaniu nie da się ich odróżnić bez pomiaru i trafiają do złomu. Odcień korpusu zależy od materiału dielektryka i producenta, a nie od pojemności, więc sortowanie po kolorze prowadzi do pomyłek. Napoczęta taśma nadaje się do dalszego użycia, o ile jest opisana i przechowywana zgodnie z wymaganiami.

Dlaczego tak

Kulki lutu BGA są ukryte pod obudową, więc stopić je można tylko, nagrzewając cały układ i płytkę — stacja rework podgrzewa płytkę od spodu i nadmuchuje gorące powietrze przez dyszę według profilu temperatury. Bez dolnego podgrzewu duża płytka wielowarstwowa odbiera ciepło, a próba przegrzania z góry uszkadza układ i rozwarstwia laminat. Pęseta termiczna dociera tylko do wyprowadzeń bocznych, a lutownica i odsysacz w ogóle nie mają dostępu do połączeń.

Dlaczego tak

Cienka warstwa lutu między wyprowadzeniem a metalizacją nie została odessana, bo za szybko zakrzepła; świeży lut z topnikiem poprawia przewodzenie ciepła i pozwala stopić całe połączenie jeszcze raz. Wyciąganie elementu na zimno wydaje się skuteczne przy cienkiej warstwie lutu, ale wyrywa tulejkę metalizacji z otworu i niszczy połączenie między warstwami. Wiercenie także uszkadza metalizację.

Dlaczego tak

Skoro pompa wytwarza podciśnienie, a powietrze nie płynie przez grot, droga zasysania jest zablokowana — najczęściej zakrzepłym lutem w kanale grota albo zapchanym filtrem i pełnym zbiornikiem. Za niska temperatura utrudnia stopienie lutu, ale nie odcina przepływu powietrza, które słychać w ustniku grota. Uszkodzony transformator wyłączyłby grzanie lub pompę, a oba elementy działają.

Dlaczego tak

Stop niskotopliwy miesza się z lutem i obniża jego temperaturę topnienia, dzięki czemu cały rząd pozostaje płynny dłużej niż przeskok grota na drugą stronę — układ można zdjąć bez siły. Podważanie przy jednym stopionym rzędzie wydaje się szybsze, ale wyrywa pola lutownicze drugiego rzędu razem ze ścieżkami. Grzanie obudowy od góry przegrzewa strukturę, a ciepło przez tworzywo prawie nie dociera do połączeń.

Dlaczego tak

Topnik nakłada się przed grzaniem, bo ułatwia przepływ ciepła i równomierne topnienie lutu; układ unosi się dopiero wtedy, gdy lut pod wszystkimi wyprowadzeniami jest płynny, a pola czyści się na końcu, po zdjęciu elementu. Ciągnięcie układu w trakcie grzania, zanim lut się stopi, odrywa pola lutownicze. Grzanie jednego narożnika daje nierówne nagrzanie, a plecionka nie dotrze do pól zakrytych obudową.

Dlaczego tak

Kąt zwilżania powyżej 90° i odsłonięta miedź oznaczają, że lut nie zwilżył pola — dzieje się tak, gdy powierzchnia jest utleniona lub brudna albo gdy grot grzał tylko wyprowadzenie, a pole nie osiągnęło temperatury lutowania. Nadmiar topnika jest wadą estetyczną i może pozostawić osad, ale samo zwilżanie raczej ułatwia. Grubość drutu wpływa na szybkość podawania lutu, a nie na zwilżanie pola.

Dlaczego tak

Schemat ideowy opisuje połączenia elektryczne, więc zgodność płytki sprawdza się, testując ciągłość między punktami jednego węzła i brak połączeń między węzłami różnymi — bez zasilania, aby błąd nie uszkodził elementów. Pomiar napięć po włączeniu też ujawnia błędy, ale dopiero wtedy, gdy mogły już narobić szkód. Kształt ścieżek nie ma odpowiednika na schemacie ideowym, a pomiar rezystora w układzie zaburzają elementy połączone z nim równolegle.

Dlaczego tak

Przebieg prostokątny 8 MHz zawiera harmoniczne wielokrotnie wyższe, więc do oceny jego kształtu potrzebne jest pasmo kilka razy większe od częstotliwości podstawowej, a sonda 10:1 mniej obciąża obwód rezonatora. Oscyloskop 10 MHz z sondą 1:1 formalnie obejmuje 8 MHz, ale pokaże zaokrągloną sinusoidę, a pojemność sondy 1:1 może nawet zatrzymać oscylator. Multimetr nie pokazuje kształtu ani poziomów sygnału, a generator jest źródłem, nie przyrządem pomiarowym.

Dlaczego tak

Sprzężenie AC odcina składową stałą 12 V, dzięki czemu tętnienia o amplitudzie kilkudziesięciu miliwoltów można powiększyć na cały ekran. Przy sprzężeniu DC i dużej czułości przebieg „ucieka” poza ekran, a przy 5 V/dz. tętnienia są niewidoczną kreską — to typowe błędy początkujących. Ustawienie GND odłącza sygnał od wejścia i służy tylko do ustalenia poziomu zera.

Dlaczego tak

Dokumentacja powykonawcza ma pozwolić odtworzyć stan urządzenia, dlatego zapisuje się wartość rzeczywiście ustawioną, miejsce pomiaru i przyrząd — przy reklamacji wiadomo wtedy, od czego zaczynać. Wpisanie wartości nominalnej wydaje się wystarczające, skoro do niej regulowano, ale ukrywa rzeczywisty wynik i odchyłkę. Położenie suwaka nic nie mówi, bo zależy od tolerancji pozostałych elementów.

Dlaczego tak

Napięcie wejściowe zgodne z tabelą dowodzi, że zasilanie, transformator i prostownik działają, więc usterka leży między TP1 a TP2: w samym stabilizatorze albo w zwarciu za nim, które zadziałało zabezpieczenie. Odpowiedź o braku zasilania wynika z patrzenia wyłącznie na zerowe wyjście, bez porównania z punktem poprzedzającym. Kolejnym krokiem jest pomiar rezystancji obwodu wyjściowego względem masy po wyłączeniu zasilania.

Dlaczego tak

Numer seryjny lub numer partii łączy wynik kontroli z konkretnym egzemplarzem, a data i podpis pokazują, kto i kiedy kontrolę wykonał — bez tego zapis nie ma wartości przy reklamacji. Nazwa wyrobu i numer rysunku wydają się wystarczające, ale są takie same dla setek egzemplarzy, więc nie wskazują, której płytki dotyczy wynik. Dane klienta i terminy należą do dokumentów handlowych.

Dlaczego tak

Bezpiecznik wymienia się na element o tym samym prądzie znamionowym i tej samej charakterystyce: litera T oznacza zwłoczny, odporny na krótkotrwały prąd ładowania kondensatorów przy włączaniu. Bezpiecznik szybki F2A ma ten sam prąd, ale przepaliłby się od udaru prądu przy każdym włączeniu zasilacza. T4A wytrzymałby dłużej, ale nie chroniłby urządzenia przed przeciążeniem, dla którego dobrano 2 A, a T1A będzie przepalał się przy normalnej pracy.

Dlaczego tak

Naprawa urządzenia I klasy mogła naruszyć połączenie obudowy z przewodem PE lub izolację, dlatego po niej sprawdza się ciągłość przewodu ochronnego i rezystancję izolacji, a wyniki zapisuje jako dowód bezpieczeństwa urządzenia. Pomiar pojemności kondensatorów bywa elementem diagnozy, ale nie potwierdza bezpieczeństwa wydanego urządzenia. Napięcie w gnieździe stanowiska nie dotyczy naprawionego egzemplarza.

Dlaczego tak

SPICE nie rozróżnia wielkości liter, więc „M” i „m” oznaczają tam mili (10⁻³), a przedrostek mega zapisuje się jako „MEG”. Wpisanie „1M” jest najczęstszym błędem — daje rezystor 1 mΩ, czyli praktycznie zwarcie, i wyniki symulacji całkowicie odbiegające od oczekiwań. Liczba 1000 bez przedrostka oznacza 1 kΩ, a „G” to giga, czyli 10⁹.

Dlaczego tak

Ładowanie kondensatora to zjawisko przebiegające w czasie, więc wynik w postaci wykresu napięcia w funkcji czasu daje analiza czasowa. Analiza punktu pracy pokazuje tylko stan ustalony, w którym kondensator jest już naładowany i nie płynie przez niego prąd. Analiza AC daje charakterystyki częstotliwościowe, a DC Sweep — zależność od zmienianego napięcia stałego, a nie od czasu.

Dlaczego tak

Tolerancja ±10% od 2,0 mA wyznacza przedział od 1,8 do 2,2 mA, a 2,25 mA przekracza górną granicę o 0,05 mA, czyli odchyłka wynosi 12,5%. Uznanie, że 0,25 mA to „mała” odchyłka, jest błędem porównania wartości bezwzględnej bez odniesienia do dopuszczalnego zakresu. Wymaganie dokładnej zgodności przeczy idei tolerancji, która dopuszcza rozrzut w zadanych granicach.