Test ELM.02 — zestaw 33

Dlaczego tak

TL431 to programowane (regulowane rezystorami) bocznikowe źródło napięcia odniesienia z wewnętrznym wzmacniaczem błędu; porównuje część napięcia wyjściowego z napięciem 2,5 V i steruje diodą transoptora, przekazującego sygnał regulacji na stronę pierwotną zasilacza. Odpowiedź o stabilizatorze liniowym jest kusząca, bo układ także stabilizuje napięcie, ale nie przenosi prądu obciążenia, tylko pracuje równolegle jak dioda Zenera. TL431 nie jest też wzmacniaczem mocy ani komparatorem.

Dlaczego tak

Z prostej obciążenia wynika, że największy możliwy prąd kolektora to 12 V / 1 kΩ = 12 mA, a prąd β · I_B = 100 · 0,5 mA = 50 mA byłby od niego większy, więc tranzystor jest w nasyceniu, U_CE spada do ok. 0,1–0,2 V, a I_C ≈ 12 mA. Wynik 50 mA jest kuszący, bo wynika z prostego wzoru I_C = β · I_B, ale wzór ten obowiązuje tylko w obszarze aktywnym. Odcięcie występuje przy zerowym prądzie bazy, a 5 mA to błąd przecinka.

Dlaczego tak

I_FSM (Forward Surge Maximum) to największy jednorazowy prąd udarowy, np. podczas ładowania kondensatora przy włączeniu, który dioda wytrzymuje w krótkim impulsie, zwykle przez jeden półokres 50 lub 60 Hz. Odpowiedź o średnim prądzie przewodzenia jest kusząca, bo to też parametr prądowy, ale oznacza się go I_F(AV) i dla 1N4007 wynosi tylko 1 A. Prąd wsteczny oznacza się I_R i ma on wartość mikroamperów, a spadek napięcia podaje się przy określonym prądzie I_F.

Dlaczego tak

Prostownik mostkowy jest dwupołówkowy: przepuszcza do obciążenia oba półokresy napięcia przemiennego, więc kondensator jest doładowywany dwa razy w każdym okresie sieci, a tętnienia mają częstotliwość 2 · 50 Hz = 100 Hz. Wartość 50 Hz jest kusząca, bo równa się częstotliwości sieci, ale dotyczy prostownika jednopołówkowego, który doładowuje kondensator raz na okres. Częstotliwości 25 Hz i 200 Hz nie występują w prostownikach jednofazowych.

Dlaczego tak

W lustrze prądowym tranzystor połączony jako dioda (baza zwarta z kolektorem) wytwarza napięcie baza–emiter odpowiadające prądowi odniesienia, a drugi tranzystor o tym samym napięciu U_BE przewodzi taki sam prąd, odwzorowując go w innej gałęzi. Wzmacniacz różnicowy jest kuszący, bo również składa się z pary jednakowych tranzystorów, ale ich emitery są połączone wspólnie ze źródłem prądowym, a sygnały podaje się na dwie osobne bazy. W układzie Darlingtona emiter pierwszego tranzystora steruje bazą drugiego.

Dlaczego tak

Dzieląc 200 przez 16, otrzymuje się 12 reszty 8, a 12 to w systemie szesnastkowym cyfra C, więc 200 = 0xC8; sprawdzenie: 12 · 16 + 8 = 200. Wartość 0x8C jest kusząca, bo zawiera te same cyfry, ale w odwrotnej kolejności, czyli 8 · 16 + 12 = 140. Zapis 0xC4 to 196, a 0x12C to 300, co wynika z błędnego potraktowania liczby 200 jak dwóch osobnych części.

Dlaczego tak

Bramka NOR daje stan wysoki wyłącznie wtedy, gdy oba wejścia są w stanie niskim, czyli gdy żaden czujnik nie zgłasza awarii; pojawienie się jedynki na którymkolwiek wejściu blokuje silnik. Bramka NAND jest kusząca, bo także zawiera negację, ale ma stan wysoki również wtedy, gdy tylko jeden czujnik zgłasza awarię. Bramka EX-NOR dałaby zezwolenie także przy dwóch czujnikach w stanie wysokim, a OR działa odwrotnie, niż wymaga zadanie.

Dlaczego tak

Czas narastania (t_r) mierzy się między punktami, w których zbocze osiąga 10 % i 90 % pełnej amplitudy, bo początek i koniec zbocza są zaokrąglone i trudne do jednoznacznego wskazania. Odpowiedź z punktami 50 % jest kusząca, bo poziom połowy amplitudy rzeczywiście stosuje się w pomiarach dynamicznych, ale do wyznaczania czasu propagacji między wejściem a wyjściem bramki. Granice 0–100 % są nieprecyzyjne, a 25–75 % nie są stosowane w kartach katalogowych.

Dlaczego tak

Multiplekser wybiera jedno z wielu wejść danych i przekazuje jego sygnał na jedno wyjście, a do wyboru jednego z czterech wejść wystarczą dwa bity adresu, bo 2² = 4. Demultiplekser jest kuszący, bo również ma wejścia adresowe, ale działa odwrotnie: jeden sygnał wejściowy kieruje na jedno z kilku wyjść. Dekoder 2 na 4 aktywuje jedno z czterech wyjść bez przenoszenia danych, a koder priorytetowy zamienia numer aktywnego wejścia na kod binarny.

Dlaczego tak

Bramki AND tworzą iloczyny A·B i C·D, a bramka NOR je sumuje i neguje wynik, więc Y = ¬(A·B + C·D); taki układ nazywa się AND-OR-INVERT. Odpowiedź Y = A·B + C·D jest kusząca, bo poprawnie opisuje strukturę iloczynów i sumy, ale pomija negację wnoszoną przez bramkę NOR. Wyrażenie ¬(A + B)·¬(C + D) powstałoby, gdyby pierwszy poziom tworzyły bramki NOR, a ¬(A·B·C·D) — przy jednej czterowejściowej bramce NAND.

Dlaczego tak

Po wymnożeniu Y = A·A + A·B̄ + A·B + B·B̄ = A + A·(B + B̄) + 0 = A + A = A, ponieważ A·A = A, B + B̄ = 1 i B·B̄ = 0; ten sam wynik daje prawo sklejania w postaci iloczynowej. Odpowiedź Y = A + B jest kusząca, bo wynika z pochopnego uznania, że oba nawiasy można zastąpić jednym, ale nawias z negacją B̄ eliminuje zmienną B. Wyrażenia B i A·B nie są równoważne danej funkcji, np. dla A = 1 i B = 0 wyrażenie daje 1.

Dlaczego tak

Funkcja równoważności jest negacją alternatywy wykluczającej, więc bramka EX-OR z negatorem na wyjściu, czyli w praktyce bramka EX-NOR, daje 1 dla A = B. Sama bramka EX-OR jest kuszącą odpowiedzią, bo dotyczy porównywania stanów, ale daje 1 dla wejść różnych, czyli odwrotnie. Bramka NAND z zanegowanymi wejściami oraz bramka NOR z negatorem na wyjściu realizują sumę logiczną A + B.

Dlaczego tak

Z prawa De Morgana dla bramki NOR ¬(A + A) = Ā oraz ¬(A + 0) = Ā, więc zwarcie wejść albo dołączenie drugiego wejścia do zera daje negator. Dołączenie do stanu wysokiego jest kuszące, bo tak postępuje się z bramką NAND, ale w bramce NOR jedynka na dowolnym wejściu wymusza na wyjściu stałe 0. Wejście niepodłączone w układzie TTL zachowuje się jak stan wysoki, co daje ten sam błąd, a w CMOS jest nieokreślone; sprzężenie wyjścia z wejściem tworzy układ z pamięcią.

Dlaczego tak

Poziomy bliskie 5 V odczytuje się jako 1, a bliskie 0 V jako 0, więc kolejne bity tworzą liczbę 1101 0001, czyli 0xD1. Wartość 0x8B jest kusząca, bo powstaje z tych samych bitów odczytanych od najmłodszego (1000 1011), a więc przy złej kolejności przesyłania. Wynik 0x2E daje odwrócenie poziomów logicznych (0010 1110), a 0x1D — zamiana miejscami starszej i młodszej tetrady.

Dlaczego tak

Rezystancję wewnętrzną źródła wyznacza się pośrednio: mierzy się napięcie w stanie jałowym i pod obciążeniem o znanym prądzie, a iloraz spadku napięcia i prądu obciążenia daje R_w. Pomiar omomierzem na wyłączonym zasilaczu jest kuszący, bo wydaje się bezpośredni, ale mierzy rezystancję elementów wyjściowych, np. dzielnika i kondensatorów, a nie zachowanie pracującego źródła. Omomierza nie dołącza się do napięcia, a zwieranie zasilacza amperomierzem grozi jego uszkodzeniem.

Dlaczego tak

Miernik RLC zasila badany element napięciem przemiennym o wybranej częstotliwości, np. 100 Hz, 1 kHz lub 10 kHz, i z amplitudy oraz fazy prądu wyznacza indukcyjność, pojemność, rezystancję oraz dobroć Q lub współczynnik strat D. Multimetr w funkcji rezystancji jest kuszący, bo pozwala sprawdzić ciągłość uzwojenia, ale mierzy tylko rezystancję dla prądu stałego. Częstościomierz mierzy częstotliwość sygnału, a miernik izolacji — rezystancję izolacji przy wysokim napięciu.

Dlaczego tak

Masa sondy oscyloskopu jest połączona z przewodem ochronnym PE, a obwód pierwotny zasilacza ma potencjał sieci, więc dołączenie do niego masy sondy spowoduje zwarcie, uszkodzenie układu i sondy; dlatego badany układ zasila się przez transformator separujący albo stosuje sondę różnicową. Odłączenie przewodu ochronnego jest kuszące, bo usuwa zwarcie, ale obudowa oscyloskopu może wtedy znaleźć się pod napięciem sieci — to niedopuszczalne. Sprzężenie AC nie zmienia połączenia masy.

Dlaczego tak

Wartość średnia napięcia sinusoidalnego wyprostowanego jednopołówkowo wynosi U_śr = U_m/π = 15,7 V / 3,14 ≈ 5,0 V, bo w każdym okresie przez połowę czasu napięcie jest równe zeru. Wynik 10,0 V jest kuszący, bo wynika z poprawnego wzoru 2U_m/π, ale dla prostownika dwupołówkowego. Wartość 11,1 V to wartość skuteczna pełnej sinusoidy (U_m/√2), a 7,85 V to połowa amplitudy.

Dlaczego tak

W przebiegu piłokształtnym napięcie narasta liniowo przez większą część okresu, a potem gwałtownie wraca do wartości początkowej; taki przebieg służy np. do odchylania wiązki lub w generatorach PWM. Przebieg trójkątny jest kuszący, bo także zawiera liniowe narastanie, ale opada równie łagodnie i liniowo, jak narasta. Przebieg prostokątny przyjmuje dwie stałe wartości, a sinusoida wyprostowana ma łukowate, a nie liniowe zbocza.

Dlaczego tak

Składowa stała to środek przebiegu: (7 V + 1 V)/2 = 4 V, a amplituda to połowa wartości międzyszczytowej: (7 V − 1 V)/2 = 3 V. Odpowiedź z amplitudą 6 V jest kusząca, bo poprawnie podaje składową stałą, ale 6 V to wartość międzyszczytowa, a nie amplituda. Przyjęcie minimum 1 V jako składowej stałej oznacza odczyt od dołu przebiegu zamiast od jego osi, a ostatnia odpowiedź zamienia obie wartości miejscami.

Dlaczego tak

Przerzutnik D wyzwalany zboczem przepisuje na wyjście stan wejścia D wyłącznie w chwili aktywnego zbocza zegara, a zmiany D między zboczami nie mają wpływu na Q, więc wyjście przyjmie kolejno 1, 0, 0, 1. Odpowiedź 0, 1, 1, 0 jest kusząca, bo opisuje przerzutnik reagujący negacją, ale tak zachowuje się wyjście zanegowane Q̄, a nie Q. Pozostałe sekwencje uwzględniają zmiany D zachodzące między zboczami, które przerzutnik ignoruje.

Dlaczego tak

Osie symetrii i osie otworów oznacza się linią cienką punktową, złożoną z długich kresek przedzielonych kropkami lub krótkimi kreskami. Linia cienka kreskowa jest kusząca, bo również jest przerywana, ale służy do rysowania niewidocznych krawędzi i zarysów. Linią grubą ciągłą rysuje się widoczne krawędzie i zarysy, a cienką falistą — linie urwania przedmiotu.

Dlaczego tak

Kropka w miejscu skrzyżowania czterech linii może zostać przeoczona lub zniknąć przy kopiowaniu, przez co połączenie zostanie odczytane jako zwykłe skrzyżowanie, dlatego zaleca się rysowanie dwóch przesuniętych rozgałęzień typu T. Skrzyżowanie z łukiem jest kuszące, bo jest wyraźnie widoczne, ale oznacza właśnie brak połączenia elektrycznego. Skrzyżowanie bez kropki również oznacza brak połączenia, a powiększona kropka nie usuwa ryzyka pomyłki.

Dlaczego tak

Symbol na schemacie określa jedynie funkcję elementu i jego połączenia, a program do projektowania płytki potrzebuje informacji o obudowie: rozmieszczeniu i wymiarach pól lutowniczych oraz obrysie, czyli footprincie. Model SPICE jest kuszący, bo także przypisuje się go symbolom, ale służy wyłącznie do symulacji i nie wpływa na projekt płytki. Kolor linii i numer arkusza nie są przenoszone do edytora płytki.

Dlaczego tak

Podczas resetu i programowania wyjścia mikrokontrolera są zwykle ustawione jako wejścia o wysokiej impedancji; bramka MOSFET-a pozostawiona bez polaryzacji może się naładować i przypadkowo włączyć tranzystor, a rezystor do źródła utrzymuje ją wtedy na potencjale zera. Odpowiedź o czasie włączania jest kusząca, bo pojemność bramki wpływa na szybkość przełączania, ale rezystor do źródła ją rozładowuje, a nie ładuje. Rezystor nie ogranicza prądu drenu ani nie podnosi napięcia bramki.

Dlaczego tak

Normy terminologiczne nadają pojęciom jednoznaczne nazwy i definicje, dzięki czemu producenci, projektanci i użytkownicy rozumieją dokumentację w ten sam sposób, co jest jednym z celów normalizacji. Usuwanie barier w handlu jest kuszące, bo wspólna terminologia pośrednio ułatwia wymianę handlową, ale ten cel realizują głównie normy wyrobów i metod badań uznawane w wielu państwach. Ochronę zdrowia zapewniają normy bezpieczeństwa, a zamienność — normy wymiarowe.

Dlaczego tak

Norma to dokument przyjęty na zasadzie konsensu i zatwierdzony przez uznaną jednostkę normalizacyjną, krajową (PKN), europejską (CEN, CENELEC, ETSI) lub międzynarodową (ISO, IEC), przeznaczony do powszechnego i wielokrotnego stosowania. Norma IEC może wydawać się dokumentem zagranicznym, który w Polsce nie jest normą, ale jest normą międzynarodową opracowaną przez uznaną organizację. Instrukcja producenta jest dokumentem firmowym, opracowanym bez konsensu stron i bez zatwierdzenia przez jednostkę normalizacyjną.

Dlaczego tak

Przedrostek PN oznacza wprowadzenie do zbioru Polskich Norm, EN — normę europejską, a człon IEC wskazuje, że norma europejska jest identyczna z normą Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej. Odpowiedź o przyjęciu normy IEC z pominięciem EN jest kusząca, bo w oznaczeniu występuje IEC, ale takie wdrożenie miałoby postać PN-IEC, bez członu EN. Obecność przedrostka PN wyklucza normę niewprowadzoną do zbioru, a norma krajowa opracowana samodzielnie nie miałaby członów EN i IEC.

Dlaczego tak

Safety Gate to unijny system szybkiej wymiany informacji o produktach niebezpiecznych; publikuje on zgłoszenia o wyrobach, które stwarzają zagrożenie, oraz o podjętych środkach, np. wycofaniu z rynku. Baza NANDO jest kusząca, bo także jest unijnym źródłem informacji o ocenie zgodności, ale zawiera wykaz jednostek notyfikowanych, a nie zgłoszenia niebezpiecznych wyrobów. EUR-Lex udostępnia teksty prawa UE, a katalog PKN — informacje o normach.

Dlaczego tak

Kontaktron ma styki z materiału ferromagnetycznego umieszczone w szklanej, hermetycznej bańce; pole zbliżonego magnesu namagnesowuje blaszki, które się przyciągają i zamykają obwód, dlatego stosuje się go m.in. w czujkach otwarcia drzwi i okien systemów alarmowych. Czujnik Halla jest kuszący, bo również reaguje na magnes, ale jest elementem półprzewodnikowym bez ruchomych styków. Przekaźnik ma własną cewkę, a termik bimetalowy reaguje na temperaturę.

Dlaczego tak

SOIC to obudowa do montażu powierzchniowego z wyprowadzeniami typu „skrzydło mewy” na dwóch dłuższych bokach, w rastrze 1,27 mm, czyli o połowę mniejszym niż w obudowie DIP. Odpowiedź o montażu przewlekanym i rastrze 2,54 mm jest kusząca, bo układ wyprowadzeń w dwóch rzędach jest podobny, ale opisuje właśnie obudowę DIP. Kulki lutowia pod spodem ma obudowa BGA, a wyprowadzenia na czterech bokach — QFP.

Dlaczego tak

Kondensator X włączony między przewody sieci może po odłączeniu wtyczki pozostać naładowany do wartości szczytowej napięcia sieci, ok. 325 V, a rezystor rozładowujący w krótkim czasie obniża to napięcie do bezpiecznej wartości, chroniąc przed porażeniem przez styki wtyczki. Odpowiedź o ograniczaniu prądu ładowania jest kusząca, ale ten rezystor jest włączony równolegle, więc nie ogranicza prądu płynącego do kondensatora. Przed przepięciami chroni warystor, a filtr wymaga elementu szeregowego.

Dlaczego tak

Wyróżnienie jednej okładki i znak „+” wskazują kondensator biegunowy, najczęściej elektrolityczny, który trzeba wlutować z zachowaniem biegunowości. Kondensator dostrojczy jest kuszący, bo jego symbol również różni się od zwykłego dodatkowym elementem, ale jest nim krótka kreska w kształcie litery T przecinająca okładki. Kondensator o zmiennej pojemności oznacza się ukośną strzałką, a bezbiegunowy ma dwie jednakowe, równoległe kreski bez znaku „+”.

Dlaczego tak

Czujnik Halla wytwarza napięcie proporcjonalne do indukcji pola magnetycznego, dlatego wykrywa bez kontaktu mechanicznego położenie magnesu, np. zamknięcie klapy laptopa, obroty wału czy prąd w przewodzie. Czujnik zmierzchowy jest kuszący, bo także działa bezstykowo, ale wykorzystuje fotorezystor, fotodiodę lub fototranzystor reagujące na światło. Wilgotność mierzą czujniki pojemnościowe, a optyczne czujki dymu wykorzystują rozproszenie światła diody LED.

Dlaczego tak

Falownik wytwarza z napięcia stałego akumulatora napięcie przemienne o wartości i częstotliwości sieci, którym zasila odbiorniki podczas braku zasilania lub, w zasilaczach on-line, przez cały czas. Ładowanie akumulatora jest kuszącą odpowiedzią, bo blok ten jest ściśle związany z falownikiem, ale realizuje je prostownik z układem ładowania, który zamienia energię w kierunku odwrotnym. Przełączanie obciążenia wykonuje przekaźnik lub łącznik obejściowy, a zakłócenia tłumi filtr wejściowy.

Dlaczego tak

Wybrany kondensator musi spełniać wszystkie wymagania specyfikacji: pojemność, napięcie co najmniej 16 V, temperaturę 105 °C, a także zmieścić się w otworach o rastrze 3,5 mm i w dopuszczalnej wysokości 12 mm. Kondensator Ø8 × 20 mm jest kuszący, bo zgadzają się parametry elektryczne i raster, ale przekracza dopuszczalną wysokość, co może uniemożliwić zamknięcie obudowy. Kondensator 10 V ma za niskie napięcie, a ostatni ma niższą temperaturę pracy oraz inną średnicę i raster.

Dlaczego tak

Odsunięcie gorącego korpusu od laminatu umożliwia chłodzenie przez opływ powietrza i chroni płytkę przed przegrzaniem i odbarwieniem; dystans uzyskuje się, formując na wyprowadzeniach przetłoczenia (ograniczniki) lub stosując podkładki dystansowe. Montaż przylegający jest kuszący, bo kojarzy się z odprowadzaniem ciepła przez kontakt, ale laminat słabo przewodzi ciepło i ulega przegrzaniu. Zaginanie wyprowadzeń tuż przy korpusie grozi pęknięciem, a skracanie ich przed montażem utrudnia lutowanie.

Dlaczego tak

Automatyczna formierka pobiera elementy bezpośrednio z taśmy, więc rezystory należy w niej pozostawić, a każdy odcinek opisać wartością i oznaczeniem pozycji, aby przy kompletacji nie doszło do zamiany. Sklejenie taśm w jedną jest kuszące, bo przypomina przygotowanie sekwencji dla automatu, ale ręczne łączenie różnych wartości bez opisu łatwo prowadzi do pomyłek i wymaga specjalnej sekwencerki. Wysypanie elementów luzem do jednego pojemnika uniemożliwia automatyczne formowanie i miesza wartości.

Dlaczego tak

Dławik musi mieć wymaganą indukcyjność, obudowę pasującą do pól lutowniczych płytki oraz prąd nasycenia nie mniejszy niż 2 A, bo powyżej tego prądu jego indukcyjność gwałtownie spada; wszystkie te warunki spełnia dławik 10 µH, 2,5 A, 1210. Dławik 0,8 A jest kuszący, bo zgadza się indukcyjność i obudowa, ale w przetwornicy nasyci się przy prądzie roboczym. Obudowa 0805 nie pasuje do pól 1210, a indukcyjność 22 µH zmieni parametry przetwornicy.

Dlaczego tak

Kondensatora ceramicznego SMD bez nadruku nie da się zidentyfikować bez pomiaru, a pomiar każdej sztuki jest pracochłonny, dlatego każdą wartość pozostawia się w taśmie lub w osobnym, opisanym pojemniku i wyjmuje dopiero przy montażu. Rozpoznawanie po grubości jest kuszące, bo kondensatory o dużej pojemności bywają grubsze, ale ta sama grubość występuje przy wielu wartościach. Odcień korpusu zależy od producenta i dielektryka, a rozłożenie luzem na macie grozi pomyleniem lub zgubieniem elementów.