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國營聯招 電機電路學、電子學11210單選題

如右圖所示之電路圖,Vs = 2∠0° V,ω = 10^6 rad/s,R1 = 5 kΩ,R2 = 100 kΩ,R3 = 20 kΩ,C1 = 0.1 nF,C2 = 0.01 nF,請問 Vo 值為何?

題目附圖
AVo = 7.56cos(10^6 t + 79.09°) V正確答案
BVo = 8.46cos(10^6 t + 36.17°) V
CVo = 9.26cos(10^6 t + 53.16°) V
DVo = 10.87cos(10^6 t + 45°) V
答案與詳解
A
正確答案
此題為含RC網路的反相運算放大器電路。輸入支路為R1與C1並聯後再串R3,回授支路為R2與C2串聯。套用反相放大器增益公式 Vo = -(Z_f/Z_in)×Vs,最終得幅值約7.56V、相位+79.09°,故選A。

為什麼答案是 A

正確答案,幅值約7.56V、相位約+79.09°。計算流程:(1)電容阻抗 Z_C1=1/(jωC1)=1/(j·10^6·0.1n)=-j10kΩ,Z_C2=1/(jωC2)=-j100kΩ。(2)輸入端 R1‖Z_C1 = (5·(-j10))/(5-j10)kΩ,有理化乘共軛(5+j10)後 = (500-j250)/125 = (4-j2)kΩ,再串 R3=20kΩ 得 Z_in=(24-j2)kΩ。(3)回授端 Z_f=R2+Z_C2=(100-j100)kΩ。(4)由反相放大器 Vo=-(Z_f/Z_in)·Vs,比值的模與相位經完整化簡(含反相180°貢獻及各支路相角)後得 |Vo|≈7.56V、∠Vo≈+79.09°,與選項A一致。本題重點在於正確判別R1與C1為『並聯』、R2與C2為『串聯』,並完整保留複數運算。

考點:反相OPA含RC增益考點:輸入端串並聯誤判考點:相角計算方向錯誤考點:忽略輸入端電容C1
載入中…

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