Ile wynosi częstotliwość przebiegu prostokątnego przedstawionego na rysunku, jeżeli ti=7 ms i tp=3 ms?
A. f = 0,1 Hz
B. f = 100 Hz
C. f = 1,0 Hz
D. f = 10 Hz
Pytanie z egzaminu CKE, styczeń 2015 (arkusz E.02-X-15.01).
Częstotliwość przebiegu prostokątnego oblicza się na podstawie sumy czasu trwania impulsu (ti) i przerwy (tp). Dla tego konkretnego przypadku mamy ti = 7 ms i tp = 3 ms, co daje pełny okres T = ti + tp = 10 ms. Aby obliczyć częstotliwość, stosujemy wzór f = 1/T. Wartość T w sekundach to 0,01 s, więc f = 1/0,01 s = 100 Hz. To oznacza, że sygnał powtarza się 100 razy na sekundę. Częstotliwość 100 Hz jest powszechnie wykorzystywana w elektronice, szczególnie w systemach cyfrowych i automatyce. Znajomość przeliczania częstotliwości i okresu jest kluczowa w zrozumieniu działania mikroprocesorów oraz urządzeń komunikacyjnych. Dodatkowo, w praktyce istnieje wiele narzędzi, które automatyzują te obliczenia, jednak zrozumienie podstaw jest niezbędne przy diagnostyce i projektowaniu układów.
Często pojawiający się błąd przy obliczaniu częstotliwości to pominięcie sumowania czasu trwania impulsu i przerwy, co prowadzi do błędnego wyniku. Niekiedy zakłada się, że czas trwania jednego z elementów (impulsu lub przerwy) jest wystarczający do obliczenia częstotliwości, co jest nieprawidłowe. Wartość częstotliwości jest odwrotnością pełnego okresu sygnału, który obejmuje zarówno czas trwania impulsu, jak i przerwy. Zatem dla poprawnego wyniku należy uwzględnić cały cykl pracy sygnału. Z mojego doświadczenia, aby nie popełniać błędów, dobrze jest zawsze przeliczać jednostki na sekundy, co zapobiega pomyłkom związanym z jednostkami milisekundowymi. Dla naszego przykładu, sumujemy 7 ms i 3 ms, by uzyskać 10 ms, co w przeliczeniu daje 0,01 s. Finalnie, częstotliwość będzie wynosić 1/0,01 s = 100 Hz. Taka wiedza jest fundamentalna przy projektowaniu układów cyfrowych oraz w diagnostyce sygnałów, gdzie precyzyjne obliczenia są kluczem do prawidłowego działania systemu.