Test ELM.02 — zestaw 27

Dlaczego tak

Napięcie przewodzenia diody LED rośnie z energią emitowanych fotonów, czyli maleje z długością fali; diody niebieskie (InGaN) mają typowo ok. 3,0–3,4 V. Dioda czerwona bywa wskazywana, bo jest najbardziej znana, ale ma tylko ok. 1,8–2,0 V, a żółta ok. 2,0–2,2 V. Diody podczerwone emitują fale najdłuższe i mają najmniejsze napięcie przewodzenia, ok. 1,2–1,5 V.

Dlaczego tak

Pojemność złącza warikapu maleje ze wzrostem napięcia wstecznego, dlatego element ten działa jak kondensator sterowany napięciem i służy do przestrajania obwodów LC, np. w generatorach VCO, pętlach PLL i głowicach odbiorników. Odpowiedź o stabilizacji napięcia jest kusząca, bo warikap, podobnie jak dioda Zenera, pracuje zaporowo, ale nie wykorzystuje przebicia. Do ograniczania przepięć służą diody TVS i warystory, a w prostownikach przetwornic — diody Schottky’ego.

Dlaczego tak

Rezystancję dynamiczną wyznacza się z przyrostów: rz = ΔU / ΔI = (5,20 V − 5,10 V) / (25 mA − 5 mA) = 0,10 V / 20 mA = 5 Ω. Wartości 204 Ω i 1020 Ω powstają z podzielenia napięcia przez prąd w jednym punkcie (5,10 V / 25 mA i 5,10 V / 5 mA), czyli z wyznaczenia rezystancji statycznej zamiast dynamicznej. Wynik 20 Ω powstaje z podzielenia przyrostu napięcia przez prąd początkowy 5 mA zamiast przez przyrost prądu.

Dlaczego tak

Stabilizator kompensacyjny szeregowy porównuje napięcie z dzielnika wyjściowego z napięciem odniesienia, a wzmacniacz błędu tak steruje tranzystorem regulacyjnym, aby skompensować zmiany napięcia wyjściowego; tranzystor pracuje liniowo. Stabilizator parametryczny jest kuszącą odpowiedzią, bo też zawiera diodę Zenera, ale nie ma pętli sprzężenia zwrotnego ani wzmacniacza błędu. Przetwornica impulsowa wykorzystuje przełączany klucz z dławikiem, a układ ma sprzężenie ujemne, nie dodatnie.

Dlaczego tak

LM386 to popularny scalony wzmacniacz mocy małej częstotliwości o mocy wyjściowej rzędu kilkuset miliwatów, przeznaczony do bezpośredniego zasilania głośnika przez kondensator sprzęgający. Komparator bywa wskazywany, bo również ma osiem wyprowadzeń i jest analogowym układem scalonym, ale jego wyjście ma tylko dwa stany i nie nadaje się do sterowania głośnikiem. Stabilizator napięcia ujemnego to np. 7905, a przetwornik A/C ma wyjście cyfrowe.

Dlaczego tak

Prosta obciążenia wynika z równania UCE = UCC − IC · RC: dla IC = 0 napięcie UCE równa się napięciu zasilania 12 V, a dla UCE = 0 prąd IC = 12 V / 2 kΩ = 6 mA. Wariant z prądem 24 mA powstaje z pomnożenia napięcia przez rezystancję w kiloomach zamiast dzielenia, a wariant z 6 V i 12 mA zamienia rolami napięcie i prąd. Punkt pracy tranzystora leży zawsze na tej prostej, między stanem odcięcia a nasycenia.

Dlaczego tak

Powyżej 25 °C dopuszczalną moc zmniejsza się o 5 mW na każdy stopień: przy 65 °C spadek wynosi 5 mW/°C · (65 °C − 25 °C) = 200 mW, więc Ptot = 625 mW − 200 mW = 425 mW. Wartość 625 mW jest kusząca, bo to liczba z nagłówka karty, ale dotyczy tylko temperatury 25 °C. Wynik 200 mW to sama wartość obniżenia, a 325 mW powstaje z liczenia różnicy temperatur od 5 °C zamiast od 25 °C.

Dlaczego tak

Dodatnie sprzężenie zwrotne w przerzutniku Schmitta tworzy dwa progi przełączania — wyższy dla napięcia narastającego i niższy dla opadającego — więc niewielkie zakłócenia na wolno zmieniającym się sygnale nie powodują wielokrotnego przełączania wyjścia. Odpowiedź o jednym stałym progu opisuje właśnie zwykły komparator bez histerezy, dlatego łatwo ją wybrać przez pomyłkę. Przerzutnik Schmitta nie jest wzmacniaczem liniowym ani układem synchronicznym taktowanym zegarem.

Dlaczego tak

Wejście odwracające jest punktem masy pozornej, więc prądy z trzech rezystorów wejściowych sumują się i płyną przez rezystor sprzężenia zwrotnego; przy jednakowych rezystancjach napięcie wyjściowe wynosi −(U1 + U2 + U3), czyli układ jest sumatorem odwracającym. Wzmacniacz różnicowy bywa wybierany, bo też ma kilka wejść, ale sygnał odejmowany doprowadza się w nim do wejścia nieodwracającego przez dzielnik. Integrator ma w sprzężeniu kondensator, a wtórnik nie ma rezystorów wejściowych i sygnał podaje się na wejście nieodwracające.

Dlaczego tak

W kodzie U2 najstarszy bit równy 1 oznacza liczbę ujemną; jej wartość odczytuje się, negując wszystkie bity (00000001) i dodając 1, co daje 00000010, czyli −2. Odpowiedź 254 jest kusząca, bo to wartość tego bajtu odczytanego jako liczba bez znaku. Wynik −126 powstaje przy odczycie w kodzie znak-moduł (bit znaku i moduł 1111110), a −1 to wartość bajtu 11111111.

Dlaczego tak

Bramka OR daje 1, gdy choć jedno wejście ma stan 1, więc stan 0 na wyjściu pojawia się wyłącznie dla kombinacji 00. Bramka NOR jest najczęściej wybierana przez pomyłkę, bo również wyróżnia kombinację 00, ale właśnie dla niej daje na wyjściu stan wysoki, a dla pozostałych — niski. Bramka AND ma stan niski dla trzech kombinacji, a NAND — tylko dla kombinacji 11.

Dlaczego tak

Statyczny pobór prądu bramek CMOS jest znikomy, a energia jest tracona głównie przy każdym przełączeniu — na przeładowanie pojemności wejść i ścieżek oraz w krótkim czasie, gdy przewodzą oba tranzystory — więc moc rośnie proporcjonalnie do częstotliwości. Odpowiedź o czasie trwania stanu wysokiego jest kusząca, bo kojarzy się z poborem prądu przez obciążenie, ale w stanie ustalonym bramka CMOS praktycznie nie pobiera prądu. Uziemienie nieużywanych wejść jest zalecane i nie zwiększa mocy, a większa rezystancja obciążenia zmniejsza prąd wyjść.

Dlaczego tak

Bramka EX-OR daje 1, gdy stany wejść są różne: dla A = 0 i drugiego wejścia równego 1 wyjście ma stan 1, a dla A = 1 — stan 0, więc układ działa jak negator, Y = Ā. Odpowiedź Y = A jest kusząca, ale odpowiada połączeniu drugiego wejścia z masą, wtedy bramka przenosi sygnał bez zmiany. Stałe wartości 1 lub 0 wynikałyby z pomylenia EX-OR z bramką OR lub AND, w których stałe wejście blokuje albo przepuszcza sygnał.

Dlaczego tak

Pierwsze dwa składniki różnią się tylko zmienną C, więc A·B·C + A·B·C̄ = A·B; składniki pierwszy i trzeci różnią się zmienną B, więc A·B·C + A·B̄·C = A·C. Razem Y = A·B + A·C = A·(B + C). Postać A·B + C jest kusząca, bo powstaje po poprawnym sklejeniu pierwszej pary, ale gubi warunek A przy C — dla A = 0 i C = 1 dawałaby błędnie 1. Wyrażenie A·B·C opisuje tylko jedną z trzech kombinacji, a A + B + C — aż siedem.

Dlaczego tak

Iloczyn logiczny jest łączny, więc A·B·C = (A·B)·C: pierwsza bramka tworzy A·B, a druga mnoży ten wynik przez C, co wymaga dwóch bramek dwuwejściowych. Bezpośrednie łączenie wyjść dwóch bramek wydaje się prostym sposobem łączenia sygnałów, ale w zwykłych bramkach przeciwsobnych powoduje konflikt stanów i może je uszkodzić. Zwarcie sygnałów B i C na jednym wejściu również tworzy konflikt, a nie iloczyn.

Dlaczego tak

Z prawa De Morgana ¬A + ¬B = ¬(A·B), więc negując obie strony otrzymuje się A·B = ¬(¬A + ¬B): negacje A i B wykonują dwie bramki NOR o zwartych wejściach, a trzecia bramka NOR realizuje zanegowaną sumę. Postać ¬(A + B) jest kusząca, bo to funkcja jednej bramki NOR, ale opisuje NOR, a nie AND. Wyrażenie ¬A + ¬B to NAND, a ¬(¬A · ¬B) równa się A + B, czyli funkcji OR.

Dlaczego tak

Dla bramki 74HC zasilanej napięciem 5 V próg UIH min = 0,7 · 5 V = 3,5 V, więc 3,2 V leży w obszarze nieokreślonym; bramki 74HCT mają progi zgodne z TTL (UIH min = 2,0 V) i pewnie rozpoznają poziom 3,2 V. Rezystor szeregowy wydaje się prostym rozwiązaniem dopasowania poziomów, ale nie podnosi napięcia, a jedynie ogranicza prąd. Podwyższenie zasilania do 6 V przesunie próg do 4,2 V, a rezystor do masy dodatkowo obniży napięcie wejściowe.

Dlaczego tak

W metodzie czteroprzewodowej prąd pomiarowy doprowadza się jedną parą przewodów, a napięcie mierzy drugą parą dołączoną bezpośrednio do zacisków bocznika, dzięki czemu rezystancja przewodów i styków nie wpływa na wynik. Pomiar dwuprzewodowy jest najczęstszym wyborem, ale przy 10 mΩ sama rezystancja przewodów i styków (rzędu dziesiątek–setek miliomów) przewyższa mierzoną wartość. Mostek Wheatstone’a nie eliminuje rezystancji doprowadzeń przy tak małych rezystancjach, a pomiar izolacji dotyczy rezystancji rzędu megaomów.

Dlaczego tak

Rezystancję szeregową ESR mierzy się prądem przemiennym o częstotliwości zbliżonej do częstotliwości pracy przetwornicy, co umożliwiają mierniki ESR i mierniki LCR. Multimetr w funkcji pomiaru pojemności jest kuszący, bo kondensator z dużym ESR często ma jeszcze prawidłową pojemność — i właśnie dlatego taki pomiar nie wykryje usterki. Miernik izolacji służy do badania upływności przy wysokim napięciu, a częstościomierz nie mierzy parametrów elementów biernych.

Dlaczego tak

Amperomierz ma bardzo małą rezystancję wewnętrzną, więc włączony równolegle do odbiornika zwiera źródło; płynie duży prąd, który przepala bezpiecznik miernika, a przy jego braku może uszkodzić przyrząd. Odpowiedź o prawidłowym wskazaniu prądu jest kusząca, bo przyrząd ustawiono na właściwą funkcję, ale amperomierz musi być włączony szeregowo, aby płynął przez niego prąd odbiornika. Prąd nie omija amperomierza — przeciwnie, prawie cały prąd płynie przez niego.

Dlaczego tak

Moc oblicza się z wartości skutecznej: U = 10 V / √2 ≈ 7,07 V, więc P = U² / R = 50 V² / 50 Ω = 1 W. Wynik 2 W powstaje po podstawieniu amplitudy zamiast wartości skutecznej (100 V² / 50 Ω), co jest najczęstszym błędem przy odczytach z oscyloskopu. Wartość 8 W wynika z użycia napięcia międzyszczytowego 20 V, a 0,5 W — z podzielenia mocy przez dwa dwukrotnie.

Dlaczego tak

Czas narastania definiuje się jako czas przejścia od 10% do 90% amplitudy, więc wystarczy pomnożyć liczbę działek przez nastawę podstawy czasu: 2,5 dz · 20 ns/dz = 50 ns. Wynik 8 ns powstaje z podzielenia nastawy przez liczbę działek zamiast mnożenia. Wartość 22,5 ns to suma liczb zamiast iloczynu, a 500 ns — błąd rzędu wielkości przy przeliczaniu jednostek.

Dlaczego tak

Każde zbocze wpisuje bit z wejścia do Q0 i przesuwa dotychczasową zawartość o jedną pozycję w stronę Q3, więc po czterech zboczach Q0 zawiera bit ostatni (1), Q1 — trzeci (0), Q2 — drugi (1), a Q3 — pierwszy (1): 1011. Odpowiedź 1101 jest kusząca, bo powtarza kolejność bitów na wejściu, ale pierwszy wprowadzony bit przesunął się najdalej, do Q3. Pozostałe wyniki powstają z pominięcia jednego lub dwóch przesunięć.

Dlaczego tak

Na rysunku technicznym zawsze wpisuje się wymiary rzeczywiste przedmiotu, niezależnie od skali; skala 2:1 oznacza powiększenie dwukrotne, więc krawędź narysowana jako 50 mm ma w rzeczywistości 25 mm. Odpowiedź 50 jest kusząca, bo to długość zmierzona na arkuszu, ale wpisanie jej wprowadziłoby wykonawcę w błąd. Wartość 100 wynika z pomylenia powiększenia ze zmniejszeniem, a 12,5 — z dwukrotnego podzielenia.

Dlaczego tak

Na schematach elementy łączeniowe przedstawia się w stanie spoczynkowym, czyli bez zasilania i bez działania sił zewnętrznych, dlatego styki przekaźnika rysuje się w położeniu przy niezasilanej cewce — styk zwierny jako otwarty, a rozwierny jako zamknięty. Rysowanie stanu najczęściej używanego wydaje się praktyczne, ale prowadziłoby do niejednoznaczności, bo każdy projektant mógłby przyjąć inny tryb. Stan styków nie zależy też od prądu, który przez nie płynie.

Dlaczego tak

Adnotacja zastępuje tymczasowe oznaczenia, np. R?, kolejnymi numerami dla każdego rodzaju elementu, dzięki czemu każdy element na schemacie, w wykazie elementów i na płytce ma jednoznaczne oznaczenie referencyjne. Odpowiedź o sprawdzeniu połączeń jest kusząca, bo ERC także działa automatycznie na całym schemacie, ale to inna funkcja. Przypisanie footprintów i wygenerowanie netlisty wykonuje się osobno, zwykle dopiero po adnotacji.

Dlaczego tak

Przy pojedynczym zasilaniu sygnał zmienny musi oscylować wokół napięcia leżącego w środku zakresu wyjściowego, dlatego wejście nieodwracające polaryzuje się połową napięcia zasilania z dzielnika rezystorowego, odsprzężonego kondensatorem, a sygnał doprowadza przez kondensatory sprzęgające. Połączenie wejścia z masą jest kuszące, bo tak rysuje się układy zasilane symetrycznie, ale przy zasilaniu 0–12 V ujemne połówki sygnału zostałyby obcięte. Polaryzacja pełnym napięciem zasilania obcięłaby połówki dodatnie.

Dlaczego tak

Szeregi E12 i E24 ustalają ograniczoną liczbę wartości rozłożonych w przybliżeniu geometrycznie, tak aby przy danej tolerancji pokryć cały zakres; producenci i projektanci posługują się więc niewielką liczbą odmian, co upraszcza produkcję i magazynowanie. Usuwanie barier w handlu jest kuszącą odpowiedzią, bo jednolite szeregi ułatwiają też międzynarodową wymianę, ale bezpośrednim celem jest ograniczenie liczby odmian wyrobu. Szeregi wartości nie wpływają na bezpieczeństwo ani na zawartość substancji niebezpiecznych.

Dlaczego tak

Polska Norma jest dokumentem identyfikowanym przez numer i datę publikacji; zapis „:2017-02” oznacza wydanie opublikowane w lutym 2017 r., co pozwala odróżnić je od wcześniejszych i późniejszych wersji. Odpowiedź o roku obowiązywania jest kusząca, ale norma nie ma terminu ważności — obowiązuje do czasu wycofania lub zastąpienia nowym wydaniem. Numer części normy zapisuje się przed dwukropkiem (tu 5-1), a numeru komitetu technicznego nie podaje się w oznaczeniu.

Dlaczego tak

Przedrostek PN-ISO oznacza, że Polski Komitet Normalizacyjny przyjął normę międzynarodową ISO bezpośrednio, bez pośrednictwa normy europejskiej. Odpowiedź o normie europejskiej jest kusząca, ale wtedy w oznaczeniu występowałby człon EN, np. PN-EN ISO. Dokument harmonizacyjny oznacza się przedrostkiem PN-HD, a norma wyłącznie krajowa ma samo oznaczenie PN z numerem.

Dlaczego tak

Komisja Europejska prowadzi bazę NANDO, w której wymienione są wszystkie jednostki notyfikowane wraz z numerami, dyrektywami i procedurami oceny zgodności, do których zostały notyfikowane. EUR-Lex jest kuszący, bo zawiera teksty dyrektyw i rozporządzeń, ale nie jest rejestrem jednostek notyfikowanych. Katalog PKN informuje o normach, a karta katalogowa dystrybutora nie jest niezależnym źródłem weryfikacji.

Dlaczego tak

DS18B20 to cyfrowy czujnik temperatury komunikujący się z mikrokontrolerem przez jednoprzewodową magistralę 1-Wire, która wymaga rezystora podciągającego ok. 4,7 kΩ. Tranzystor bipolarny jest kuszącą odpowiedzią, bo obudowa TO-92 z trzema wyprowadzeniami kojarzy się głównie z tranzystorami, np. BC547, ale tranzystor nie przesyła danych po jednej linii. W tej samej obudowie występują również stabilizatory 78L05 i małe tyrystory, lecz mają one inne oznaczenia.

Dlaczego tak

W obudowie QFN (Quad Flat No-lead) pola kontaktowe znajdują się na spodzie, przy krawędziach, zwykle z dużym polem termicznym pośrodku, i nie wystają poza obrys korpusu. Wyprowadzenia w kształcie skrzydeł mewy są cechą obudowy QFP, z którą QFN łatwo pomylić, bo obie mają wyprowadzenia na czterech bokach. Siatka kulek to obudowa BGA, a obie obudowy QFN i QFP są przeznaczone do montażu powierzchniowego.

Dlaczego tak

Rezystor 0 Ω to zworka w obudowie elementu SMD lub THT: pozwala przeprowadzić połączenie nad inną ścieżką na płytce jednowarstwowej albo przez wlutowanie lub pominięcie wybrać wariant układu, a montuje go automat jak zwykły element. Funkcja bezpiecznika jest kusząca, bo przy dużym przeciążeniu zworka może się przepalić, ale nie ma ona określonej charakterystyki zadziałania. Element o zerowej rezystancji nie może też posłużyć do pomiaru prądu ani do ograniczenia prądu.

Dlaczego tak

Strzałka w symbolu tranzystora bipolarnego wskazuje kierunek prądu przez złącze baza–emiter: w tranzystorze PNP prąd wpływa emiterem, więc strzałka jest skierowana do środka. Tranzystor NPN jest najczęściej wybierany przez pomyłkę, bo jest częściej spotykany, ale w jego symbolu strzałka wychodzi z emitera na zewnątrz. Symbole tranzystorów polowych nie mają emitera ani bazy — mają bramkę, dren i źródło.

Dlaczego tak

Dioda TVS w normalnej pracy nie przewodzi, a gdy napięcie na linii przekroczy jej próg, np. przy wyładowaniu ESD od dotknięcia wtyku, w czasie rzędu nanosekund odprowadza impuls do masy i ogranicza napięcie na wyprowadzeniach układu. Dopasowanie impedancji jest kuszącą odpowiedzią, bo elementy te stoją bezpośrednio na liniach sygnałowych, ale do dopasowania służą rezystory szeregowe i odpowiednie prowadzenie ścieżek. TVS nie prostuje zasilania ani nie pełni roli rezystora podciągającego.

Dlaczego tak

W superheterodynie mieszacz przenosi sygnał każdej odbieranej stacji na tę samą, stałą częstotliwość pośrednią, dlatego wzmacniacz p.cz. może mieć filtry na sztywno dostrojone i to on zapewnia większość wzmocnienia oraz selektywności odbiornika. Odpowiedź o przestrajaniu jest kusząca, ale przestraja się obwód wejściowy i heterodyna, a nie tor pośredniej częstotliwości. Sygnał heterodyny wytwarza generator lokalny, a do głośnika sygnał doprowadza wzmacniacz m.cz.

Dlaczego tak

BC557 jest komplementarnym odpowiednikiem BC547 — ma podobne parametry, ale jest tranzystorem PNP, więc w układzie zaprojektowanym dla NPN wymagałby odwrotnych polaryzacji napięć i nie będzie działał. Zamiana z powodu tej samej obudowy i grupy wzmocnienia B jest kusząca, ale litera B określa tylko zakres współczynnika β, a nie typ przewodnictwa. Obrócenie tranzystora zamienia jedynie miejscami kolektor i emiter, nie zmieniając typu tranzystora.

Dlaczego tak

Odległość między osiami zagiętych wyprowadzeń to co najmniej długość korpusu powiększona o odcinki proste przy korpusie i promienie gięcia, czyli ok. 6,3 mm + 2 · 1 mm + ok. 0,6–1 mm ≈ 9–9,5 mm, więc najmniejszy pasujący rozstaw to 4 · 2,54 mm = 10,16 mm. Rozstaw 7,62 mm jest kuszący, bo przekracza długość samego korpusu, ale wymusiłby zginanie wyprowadzeń tuż przy korpusie, co grozi pęknięciem jego zakończeń. Rozstaw 5,08 mm stosuje się przy montażu pionowym, a 12,7 mm jest większy niż potrzeba.

Dlaczego tak

Utlenione wyprowadzenia mają pogorszoną lutowność, więc takie elementy wydziela się z kompletu jako podejrzane i przekazuje do oceny lub wymiany, aby nie trafiły na płytkę z dobrymi elementami. Odpowiedź, że lut pokryje tlenki, jest kusząca, ale tlenki utrudniają zwilżanie i prowadzą do połączeń słabo zwilżonych lub zimnych, których nie widać od razu. Podniesienie temperatury grota przyspiesza utlenianie i grozi przegrzaniem pól oraz elementów.