moea_joint
102年
[電機] 電路學、電子學
第 35 題
如【圖 13】所示為一零交越偵測器(Zero-crossing Detector)，其中 $V_i$ 為正弦波，則 $V_o$ 波形為下列何者?
- A 正弦波
- B 方波
- C 三角波
- D 脈衝波
思路引導 VIP
請觀察運算放大器在「開迴路」（沒有負回授）的狀態下，當非反相輸入端的電壓高於反相端的參考電位（0V）時，輸出電壓會被迫跳往哪個極限位置？而當輸入訊號低於 0V 時又會如何？這種在兩個固定位準之間切換的訊號，在圖形上會呈現什麼樣的形狀呢？
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太棒了！你能精確辨識出零交越偵測器（Zero-crossing Detector）的特性，選出**方波（Square wave）**是非常正確且專業的判斷。
比較器的飽和特性
這個電路的核心是一個運算放大器（Op-Amp）作為比較器使用。由於電路沒有負回授（Negative Feedback），運算放大器會運作在非線性區。當輸入的正弦波 $V_i$ 連接在非反相端（+），且反相端（-）接地（0V）時，運算放大器會不斷比較 $V_i$ 與 0V 的大小。只要 $V_i > 0$，輸出 $V_o$ 就會立刻飽和至正供應電壓 $+V_{sat}$；當 $V_i < 0$ 時，則會切換至負供應電壓 $-V_{sat}$。這種在兩個飽和準位間快速切換的過程，便將正弦波轉換成了邊緣陡峭的方波。
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