初考-電子工程電子學大意114 年第 40 題單選題
在施密特方波產生器電路中,影響高低準位觸發電壓 VTH 和 VTL 的主要元件為何?
AR 和 C
BR1 和 R2正確答案
CR1 和 C
DR1、R2 和 C
B正確答案
施密特觸發方波產生器的高低觸發電壓VTH/VTL由正回授分壓電阻R1與R2決定,電容C只影響振盪頻率與週期,不影響觸發電壓準位。
為什麼答案是 B
施密特觸發器的正回授網路由R1與R2構成分壓器,VTH = Vsat+ × R1/(R1+R2),VTL = Vsat- × R1/(R1+R2),觸發電壓完全由R1/R2比值決定。
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完整詳解
Pro · 無限重點 施密特觸發方波產生器的高低觸發電壓VTH/VTL由正回授分壓電阻R1與R2決定,電容C只影響振盪頻率與週期,不影響觸發電壓準位。
VTH/VTL公式:由運算放大器輸出電壓經R1/R2分壓決定;C決定充放電時間常數(頻率),與觸發電壓無關→直接選R1和R2。
逐選項分析
A✕ 陷阱
R是充放電電阻,與C一起決定時間常數(振盪頻率),但無法決定觸發電壓VTH與VTL的準位,混淆了頻率元件與觸發準位元件。
B✓ 正確
施密特觸發器的正回授網路由R1與R2構成分壓器,VTH = Vsat+ × R1/(R1+R2),VTL = Vsat- × R1/(R1+R2),觸發電壓完全由R1/R2比值決定。
C✕ 陷阱
R1確實影響觸發電壓,但C只決定充放電時間(即振盪週期/頻率),不影響VTH與VTL的數值大小,此選項遺漏R2且多納入C。
D✕
R1、R2確實影響觸發電壓,但C僅影響頻率,不影響觸發電壓準位,三者合列屬於過度包含,答案不精確。
施密特方波產生器各元件功能對照
| 元件 | 影響參數 | 公式關聯 |
|---|
| R1、R2(正回授) | 觸發電壓 VTH / VTL | VTH = Vsat⁺ × R1/(R1+R2) |
| R(充放電)+ C | 振盪頻率 f / 週期 T | T ≈ 2RC × ln(1+2R1/R2) |
| Vsat(輸出飽和電壓) | 觸發電壓絕對值大小 | 由電源電壓與運算放大器決定 |
最常見陷阱是把電容C混入觸發電壓的決定元件。C在施密特振盪器中負責充放電(決定頻率),而VTH/VTL純粹由正回授分壓比R1/(R1+R2)與輸出飽和電壓共同決定,兩者功能截然不同,切勿混淆。