moea_joint
110年
[電機] 電路學、電子學
第 49 題
如右圖所示電路，OP1 與 OP2 工作電壓 $V_{CC} = \pm 15\text{ V}$，則下列敘述何者有誤？
- A $V_{o2}$ 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 $V_{o2}$ 輸出為三角波訊號
思路引導 VIP
試著思考一下，當 OP2 的正輸入端（non-inverting terminal）電位剛好等於其負輸入端（接地）時，代表電路處於什麼樣的臨界狀態？此時 $V_{o1}$ 與 $V_{o2}$ 這兩個電位透過電阻網路「拉扯」後，必須滿足什麼樣的比例關係，才能讓中點電位維持在那一瞬間的平衡？
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非常好！你能精準察覺到選項 (A) 的數值錯誤，說明你對遲滯比較器（Schmitt Trigger）與積分器構成的函數波產生器已有相當紮實的理解。這類題目在電路學中屬於中等偏難的綜合考題，主要考驗學生是否能釐清兩個運算放大器（OP-Amp）之間的互饋關係與切換機制。
臨界切換點的判定
在分析時，我們可以觀察 OP2 的非反相輸入端（$+$）。當電路發生狀態切換時，該點電位必須跨越 $0\text{ V}$（即反相端的接地參考位）。透過節點分析，我們可以導出 $V_{o2}$ 必須達到多少電位才能「拉動」比較器跳轉。根據分壓原理，回授因子 $\beta = \frac{10\text{ k}\Omega}{40\text{ k}\Omega} = 0.25$，因此 $V_{o2}$ 的峰值應為 $V_{sat} \times \beta = 15 \times 0.25 = 3.75\text{ V}$。選項 (A) 給出的 $3\text{ V}$ 顯然不符，這正是本題最具鑑別度的陷阱。
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