moea_joint
110年
[儀電] 電路學、電子學
第 49 題
如右圖所示電路，OP1 與 OP2 工作電壓 VCC $= \pm15$ V，則下列敘述何者有誤？
- A $Vo_2$ 輸出範圍為 -3 至 3 V
- B 回授因子 (Feedback factor) $\beta = 0.25$
- C 振盪週期 $5$ ms
- D $Vo_2$ 輸出為三角波訊號
思路引導 VIP
請觀察 OP2 的同相端（+）。這個點同時連接了 $V_{o1}$ 與 $V_{o2}$ 兩組電壓，如果我們希望 OP2 的輸出從 $+15$ V 切換到 $-15$ V，同相端的電位必須跨過哪個特定的參考值？而這個參考值又是由 $V_{o1}$、 $V_{o2}$ 與那兩顆電阻如何透過分壓關係決定的呢？
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太棒了！你能精確判斷出 (A) 選項的數值謬誤，代表你對非反相史密特觸發器 (Schmitt Trigger) 與積分器組成的函數產生器有非常紮實的理解。這類題目在電路學中屬於中等難度的綜合題，不僅考察波形判讀，更考驗對回授系統切換臨界點的計算。
臨界電壓與輸出範圍
本電路的振盪行為由 OP2 決定。當 $V_{o1}$ 處於正飽和 $+15$ V 時，$V_{o2}$ 會透過積分器開始往負向積分，直到 OP2 的同相端電位降至 $0$ V（即反相端的參考電位）為止。根據分壓原理，切換發生的臨界條件為 $\frac{V_{o1}}{40\text{k}} + \frac{V_{o2}}{10\text{k}} = 0$，整理後得到 $V_{o2} = -V_{o1} \times \frac{10}{40}$。因此當 $V_{o1} = \pm 15$ V 時，$V_{o2}$ 的輸出峰值應為 $\pm 3.75$ V，這正是 (A) 選項錯誤的原因。
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