Test ELM.05 — zestaw 5

Dlaczego tak

Parametry statyczne opisują układ w stanach ustalonych: zakresy napięć rozpoznawanych jako 0 i 1, prądy wejść i wyjść, obciążalność (fan-out) i marginesy zakłóceń. Czasy propagacji, narastania i ustalania oraz maksymalna częstotliwość to parametry dynamiczne, opisujące zachowanie przy zmianach sygnałów.

Dlaczego tak

Półsumator dodaje dwa bity: suma to A ⊕ B (EX-OR), a przeniesienie — A · B (AND). Dla A = B = 1 suma wynosi 0, a przeniesienie 1, czyli wynik binarny 10. Multiplekser wybiera jedno z wejść sygnałem sterującym, a przerzutnik i licznik to układy sekwencyjne z pamięcią.

Dlaczego tak

Zanegowany iloczyn logiczny to z definicji funkcja NAND — wyjście jest w stanie niskim tylko wtedy, gdy oba wejścia mają stan wysoki. NOR to zanegowana suma, AND — iloczyn bez negacji, a EX-NOR daje 1 przy jednakowych stanach wejść. Bramki NAND są uniwersalne — z nich można zbudować każdą funkcję.

Dlaczego tak

Dla klasycznych układów CMOS przyjmuje się, że stan wysoki jest pewnie rozpoznawany powyżej ok. 70% napięcia zasilania, czyli ok. 3,5 V przy 5 V, a stan niski — poniżej ok. 30%, czyli 1,5 V. Napięcia pomiędzy tymi progami są nieokreślone. 0,8 V to próg stanu niskiego rodziny TTL, a 5,5 V przekracza zasilanie i może uszkodzić wejście.

Dlaczego tak

Wejścia CMOS mają bardzo dużą rezystancję — niepodłączone zbierają zakłócenia i ładunki, co powoduje przypadkowe przełączanie, wzrost poboru prądu, a nawet uszkodzenie. Dlatego łączy się je z masą lub zasilaniem, dobierając stan tak, by nie zmienić funkcji używanej części układu. Odcinanie wyprowadzeń uszkadza układ.

Dlaczego tak

Rezystor pomiarowy (bocznik) o znanej, małej rezystancji włącza się w szereg z obwodem, a mierzony woltomierzem lub oscyloskopem spadek napięcia przelicza się na prąd: I = U / R. Tak mierzy się np. przebiegi prądu w zasilaczach. Nie jest to odczyt z amperomierza ani metoda mostkowa.

Dlaczego tak

Miernik RLC mierzy indukcyjność, pojemność i rezystancję, podając wynik przy wybranej częstotliwości pomiarowej, często także dobroć i ESR. Oscyloskop bez dodatkowego układu nie mierzy pojemności, megaomomierz bada izolację, a częstościomierz — częstotliwość sygnału.

Dlaczego tak

I = U / R = 0,05 V / 0,1 Ω = 0,5 A. Wynik 5 A powstaje po pomyleniu miliwoltów z dziesiątymi częściami wolta, 5 mA — po pomnożeniu napięcia przez rezystancję, a 50 mA to wynik pominięcia rezystancji. Mała rezystancja bocznika sprawia, że jego wpływ na obwód jest pomijalny.

Dlaczego tak

Przebieg piłokształtny ma powolne, liniowe narastanie i szybki powrót — dawniej stosowano go do odchylania wiązki w oscyloskopach i telewizorach, dziś m.in. w modulatorach PWM. Sinusoida zmienia się łagodnie w obu kierunkach, prostokąt ma dwa poziomy, a przebieg stały nie zmienia się w czasie.

Dlaczego tak

Po 11 impulsach licznik wskazuje liczbę 11, która binarnie zapisuje się jako 1011 (8 + 2 + 1). Q3 jest najstarszym bitem. 1101 to 13, 0011 to 3, a 1010 to 10 — wynik o jeden impuls za mały. Obserwując wyjścia analizatorem stanów, można sprawdzić poprawność zliczania.

Dlaczego tak

Formaty serii A powstają przez kolejne dzielenie arkusza na pół: A4 ma 210 × 297 mm, A3 — 297 × 420 mm, a A5 — 148 × 210 mm. Wymiary 250 × 353 mm to format B4. Znajomość formatów ułatwia przygotowanie dokumentacji i wydruk schematów.

Dlaczego tak

Oznaczenia referencyjne mają literę określającą rodzaj elementu i numer: R — rezystor, C — kondensator, L — cewka, D — dioda, Q (lub T, V) — tranzystor, U lub IC — układ scalony, K — przekaźnik. Dzięki nim element na schemacie łatwo odnaleźć na płytce i w wykazie elementów.

Dlaczego tak

Symbole zasilania i masy (oraz etykiety sieci) o tej samej nazwie tworzą w programie jedną sieć — nie trzeba rysować linii między wszystkimi punktami, a netlista i tak zawiera połączenie. Ułatwia to czytelność schematu. Traktowanie ich jako niezależnych prowadzi do błędów przy projektowaniu płytki.

Dlaczego tak

Normy określające wymiary, rozkład styków i protokoły złączy zapewniają kompatybilność: przewód jednego producenta pasuje do urządzenia innego. To jeden z głównych celów normalizacji — wymienność i interoperacyjność. Normy nie zakazują innych rozwiązań, nie ustalają cen ani nie zmieniają zasad zasilania.

Dlaczego tak

Normy powstają przy udziale producentów, użytkowników, instytucji badawczych i konsumentów, a projekt przechodzi ankietę, w której można zgłaszać uwagi — to realizacja zasady konsensu. Normy są jawne i przeznaczone do powszechnego stosowania, a ich stosowanie jest co do zasady dobrowolne.

Dlaczego tak

Deklaracja zgodności UE wymienia akty prawne (np. dyrektywę o urządzeniach radiowych) i normy zharmonizowane zastosowane przy ocenie zgodności oraz identyfikuje producenta i wyrób. Instrukcja montażu, paragon i ulotka nie zawierają takich informacji.

Dlaczego tak

Wzmocnienie wzmacniacza odwracającego k = −R_f / R_we = −47 / 4,7 = −10; znak minus oznacza odwrócenie fazy o 180°. Wartość 11 dotyczyłaby układu nieodwracającego (1 + R_f/R), 10 pomija odwrócenie fazy, a −0,1 to odwrócony iloraz rezystancji.

Dlaczego tak

Pojemność złącza warikapu zmienia się pod wpływem napięcia wstecznego — w obwodzie rezonansowym LC pozwala to zmieniać częstotliwość rezonansową napięciem, bez ruchomych kondensatorów. Stosuje się go w tunerach i generatorach VCO. Do prostowania, świecenia i stabilizacji służą inne diody.

Dlaczego tak

Podwójny kwadrat to symbol II klasy ochronności: ochronę przed porażeniem zapewnia izolacja podwójna lub wzmocniona, dlatego urządzenie nie ma zacisku ochronnego i przewodu PE się do niego nie przyłącza. Wymóg przyłączenia PE dotyczy klasy I (symbol uziemienia). Zasilanie prądem stałym oznacza się symbolem linii ciągłej i przerywanej.

Dlaczego tak

Blok zasilania przetwarza energię z sieci lub baterii na napięcia potrzebne innym blokom — to jego sprawność sprawdza się najpierw przy diagnozie. Demodulator, wzmacniacz audio i przetwornik obrazu występują tylko w niektórych urządzeniach, np. odbiornikach czy kamerach.

Dlaczego tak

W odbiorniku superheterodynowym sygnał z anteny po wzmocnieniu trafia do mieszacza, gdzie łączy się z sygnałem heterodyny; w wyniku powstaje sygnał pośredniej częstotliwości, wzmacniany następnie we wzmacniaczu p.cz. Dalej są demodulator, wzmacniacz małej częstotliwości i głośnik. Zasilacz jest osobnym blokiem.

Dlaczego tak

Prostownik dwupołówkowy odwraca ujemne połówki, więc na wyjściu wszystkie połówki mają ten sam znak i powtarzają się 100 razy na sekundę. Dopiero kondensator wygładza je do napięcia stałego z niewielkimi tętnieniami. Przebieg ze zmianą znaku występuje przed prostownikiem, a prostokąt 1 kHz nie ma związku z siecią.

Dlaczego tak

Sterownik porównuje napięcie wyjściowe (przeniesione przez transoptor) z wartością zadaną i zmienia wypełnienie impulsów tak, by zmniejszyć odchyłkę — to ujemne sprzężenie zwrotne. Transoptor zapewnia, że strona wtórna pozostaje odizolowana od sieci. Dodatnie sprzężenie destabilizowałoby układ, a filtr sieciowy to osobny blok na wejściu.

Dlaczego tak

W diodzie LED spolaryzowanej w kierunku przewodzenia elektrony rekombinują z dziurami w złączu, oddając energię w postaci fotonów — to elektroluminescencja; barwa zależy od materiału półprzewodnika. Zjawisko fotoelektryczne wewnętrzne działa odwrotnie i jest wykorzystywane w fotodiodach, a termoemisja — w lampach elektronowych.

Dlaczego tak

Fotodiody PIN i lawinowe (APD) pracują przy polaryzacji zaporowej i generują prąd proporcjonalny do mocy padającego światła — są szybkie i czułe, więc nadają się do odbioru sygnałów optycznych o dużej przepływności. Diody Zenera, prostownicze i pojemnościowe nie reagują na światło w użyteczny sposób.

Dlaczego tak

Konwerter mediów zmienia medium transmisji: po jednej stronie ma gniazdo RJ45, po drugiej złącze optyczne lub gniazdo modułu SFP — pozwala połączyć odległe punkty sieci światłowodem. Rozgałęźniki antenowe i multiswitche działają w instalacjach RTV, a zasilacz PoE dostarcza energię przez skrętkę.

Dlaczego tak

Naziemna telewizja cyfrowa w Polsce jest nadawana w standardzie DVB-T2 z kompresją HEVC (H.265). DVB-S2 to standard telewizji satelitarnej, DAB+ — cyfrowego radia naziemnego, a analogowy PAL naziemny został wyłączony. Odbiornik musi obsługiwać zarówno DVB-T2, jak i kodek HEVC.

Dlaczego tak

HDMI przesyła obraz i dźwięk w postaci cyfrowej. Złącze VGA przesyła składowe RGB jako napięcia analogowe, wyjście kompozytowe — analogowy sygnał wizyjny, a wyjście głośnikowe — analogowy sygnał mocy. Rodzaj sygnału decyduje o tym, czy połączenie wymaga przetwornika.

Dlaczego tak

Dobór do warunków eksploatacji polega na sprawdzeniu w dokumentacji zakresu temperatur pracy, stopnia ochrony obudowy (np. IP66) i odporności na przepięcia. Urządzenie przeznaczone do pracy w 0–40°C może nie uruchomić się na mrozie albo szybko ulec awarii, a IP20 nie chroni przed wodą.

Dlaczego tak

Firmware to program przechowywany w pamięci nieulotnej mikrokontrolera lub procesora urządzenia — steruje jego funkcjami, a aktualizacja firmware’u może poprawiać błędy lub dodawać funkcje. System operacyjny, arkusz kalkulacyjny i przeglądarka to aplikacje uruchamiane na komputerach ogólnego przeznaczenia.

Dlaczego tak

Procedura uruchomienia określa kolejność: kontrolę połączeń, podanie zasilania, sprawdzenie napięć, wgranie konfiguracji, testy funkcjonalne. Pominięcie kroków lub podłączenie wszystkiego naraz utrudnia wykrycie błędu i grozi uszkodzeniem, a zbyt wysokie napięcie niszczy moduł.

Dlaczego tak

Urządzenia sterowane mikroprocesorowo mają menu użytkownika i serwisowe, do których dostęp opisuje instrukcja serwisowa — tam zmienia się parametry pracy. Ingerencja w pamięć bez potrzeby, wyłączanie zasilania w trakcie pracy czy zmiana napięcia mogą uszkodzić urządzenie lub dane.

Dlaczego tak

Program kompilowany w środowisku programistycznym ma postać pliku wynikowego, np. HEX lub BIN, który programator zapisuje do pamięci mikrokontrolera przez interfejs, np. ISP, SWD lub JTAG. Lutownica, multimetr i oscyloskop nie służą do programowania, choć przydają się przy diagnozie.

Dlaczego tak

Weryfikacja porównuje zawartość pamięci z plikiem źródłowym i potwierdza, że zapis się powiódł, a test funkcjonalny — że program działa zgodnie z przeznaczeniem, np. reaguje na przyciski i steruje wyjściami. Skasowanie pamięci usunęłoby program, a zmiana zegara może spowodować błędną pracę.

Dlaczego tak

Analizator widma pokazuje amplitudę sygnału w funkcji częstotliwości — pozwala zmierzyć poziom nośnej, szerokość pasma, harmoniczne i zakłócenia. Oscyloskop pokazuje przebieg w funkcji czasu, a omomierz, tester diod i megaomomierz nie służą do analizy sygnałów.

Dlaczego tak

Moc wydzielana na rezystancyjnym obciążeniu P = U² / R = 8² / 8 = 64 / 8 = 8 W. Wynik 64 W pomija dzielenie przez rezystancję, 1 W to iloraz napięcia przez rezystancję (prąd), a 16 W — podwojenie wyniku. Pomiar na rezystorze mocy zamiast głośnika daje powtarzalne wyniki.

Dlaczego tak

Sonda 1:1 ma dużą pojemność, która obciąża obwód zegara i może go zatrzymać, a długi przewód masy tworzy pętlę indukcyjną, zniekształcającą zbocza. Sonda 10:1 ma kilkukrotnie mniejszą pojemność i szersze pasmo. Przewody bananowe nie są ekranowane, a cęgi do dużych prądów nie nadają się do sygnałów logicznych.

Dlaczego tak

Parametry regulacyjne to wielkości, które użytkownik lub serwisant może ustawiać, by dostosować pracę urządzenia — w zasilaczu napięcie wyjściowe i próg ograniczenia prądu. Masa, kolor i długość przewodu to cechy konstrukcyjne, a nie parametry regulacyjne.

Dlaczego tak

THD określa, jaką część sygnału wyjściowego stanowią harmoniczne, których nie było w sygnale wejściowym — im mniejszy, tym wierniej wzmacniacz odtwarza dźwięk. Obok THD podaje się moc, pasmo przenoszenia i stosunek sygnału do szumu. Napięcie izolacji, masa radiatora czy liczba przycisków nie opisują jakości dźwięku.

Dlaczego tak

Regulacja wymaga pomiaru: technik obraca trymer, obserwując wskazanie multimetru, aż napięcie osiągnie wartość z instrukcji, najlepiej pod obciążeniem opisanym w dokumentacji. Skrajne położenie trymera lub ustawienie na oko może dać napięcie niebezpieczne dla zasilanych układów.