五等-電子工程電子學大意110 年第 36 題單選題
圖示電路,當電路正常工作時,電壓 va 的波形為何?
B正確答案
圖示電路為方波-三角波產生器:左側OP AMP為滯滯比較器(史密特觸發器)輸出方波,右側OP AMP為積分器輸出三角波;va點位於兩者之間,輸出方波。
為什麼答案是 B
左側OP AMP:R2由輸出回授至正(+)端、R1串聯輸入至正端,負端接地,構成正回授滯滯比較器(Schmitt Trigger)。此級輸出va為方波。右側積分器將方波積分後於vb得三角波。va點即左級輸出,為方波。
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完整詳解
Pro · 無限重點 圖示電路為方波-三角波產生器:左側OP AMP為滯滯比較器(史密特觸發器)輸出方波,右側OP AMP為積分器輸出三角波;va點位於兩者之間,輸出方波。
左級OP AMP:正端接回授(R1、R2構成正回授) → 滯滯比較器 → 輸出方波;va就是左級輸出,故選B。
逐選項分析
A✕ 陷阱
弦波需LC諧振或韋恩橋等正弦振盪電路,此電路無此結構。容易誤選是因為看到振盪電路就想到弦波。
B✓ 正確
左側OP AMP:R2由輸出回授至正(+)端、R1串聯輸入至正端,負端接地,構成正回授滯滯比較器(Schmitt Trigger)。此級輸出va為方波。右側積分器將方波積分後於vb得三角波。va點即左級輸出,為方波。
C✕ 陷阱
三角波是右側積分器OP AMP的輸出vb,而非va。兩者位置搞混是最常見陷阱。
D✕
階梯波需要取樣保持或DAC電路,此電路無此結構,可直接排除。
方波-三角波產生器各點波形對照
| 位置 | 電路功能 | 波形 |
|---|
| va(左級輸出) | 正回授滯滯比較器(Schmitt Trigger) | 方波 |
| vb(右級輸出) | 積分器(R、C組成) | 三角波 |
| 回授路徑 | vb → 左級正端(經R1) | 完成振盪閉迴路 |
最大陷阱是將va與vb搞混:va是左側比較器輸出(方波),vb是右側積分器輸出(三角波)。考生常因「積分器產生三角波」的印象,誤以為整體電路輸出三角波,卻忘記題目問的是中間節點va,而非最終輸出vb。