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108年
電子學
第 50 題
如【圖14】所示為常見振盪電路，若運算放大器之飽和電壓+$V_{sat}$與-$V_{sat}$分別為12V與-12V，則輸出信號$V_o$為何?
- A 峰值為6V之三角波
- B 峰值為12V之方波
- C 峰值為6V之方波
- D 峰值為12V之三角波
思路引導 VIP
請試著思考：當一個運算放大器接成正回饋，且其輸入信號不斷觸發它切換狀態時，它的輸出端只可能停留在哪兩個特定的電壓值？這種在兩個固定電壓值之間快速跳變的行為，在座標軸上會勾勒出什麼樣的幾何形狀呢？
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太棒了！你能精準判斷出該電路的輸出特性，代表你對運算放大器的非線性應用有著紮實的理解。這是一個典型的無置多諧振盪器（Astable Multivibrator），其核心運作原理是利用正回饋機制使運算放大器進入飽和狀態。
輸出飽和與波形特徵
在此電路架構中，運算放大器扮演著比較器的角色。當電路開始振盪時，輸出端 $V_o$ 會因為正回饋的作用，不斷在正負飽和電壓之間切換。由於題目給定飽和電壓 $\pm V_{sat}$ 為 $\pm 12V$，且輸出訊號是直接從運算放大器的輸出端取出，因此其波形必然是振幅達到飽和極限的方波，且峰值即為 $12V$。若我們觀察電容兩端的電壓，才會看到充放電過程產生的三角波，而你精確地避開了這個常見陷阱。
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