初考-電子工程電子學大意104 年第 33 題單選題
如圖之理想運算放大器電路,下列敘述何者正確?
AVR2 之波形為方波正確答案
BVR2 之波形為三角波
CVR2 之波形為正弦波
DVR2 之波形為直流
A正確答案
R1(Vo→V+)與R2(V+→GND)構成正回授分壓,R(Vo→V−)與C(V−→GND)構成負回授積分;Vo為方波,VC為三角波,VR2=Vo·R2/(R1+R2)亦為方波,故選A。
為什麼答案是 A
R1自Vo接到V+,R2自V+接到地,VR2=Vo·R2/(R1+R2);Vo在±Vcc間切換,故VR2為方波。
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完整詳解
Pro · 無限重點 R1(Vo→V+)與R2(V+→GND)構成正回授分壓,R(Vo→V−)與C(V−→GND)構成負回授積分;Vo為方波,VC為三角波,VR2=Vo·R2/(R1+R2)亦為方波,故選A。
1. 讀圖:R接在Vo與V−之間,C接在V−與地之間,R-C構成「負回授積分路徑」,VC為電容電壓。
2. R1接在Vo與V+之間,R2接在V+與地之間,形成「正回授分壓」,V+ = VR2 = Vo·R2/(R1+R2)。
3. OPA因正回授飽和,Vo只會在 +Vcc 與 −Vcc 之間切換 → Vo 為方波。
4. VR2 = Vo·R2/(R1+R2),隨Vo方波切換 → VR2 亦為方波(振幅較小)。
5. VC受R積分Vo,於兩臨界 ±Vcc·R2/(R1+R2) 間充放電 → VC為三角波。
6. 故敘述「VR2為方波」正確,選 A。
逐選項分析
A✓ 正確
R1自Vo接到V+,R2自V+接到地,VR2=Vo·R2/(R1+R2);Vo在±Vcc間切換,故VR2為方波。
C✕
此電路為弛張(方波/三角波)振盪器,非正弦波振盪器。
OPA弛張振盪器各節點波形
| 節點 | 波形 | 說明 |
|---|
| Vo | 方波 | OPA飽和於±Vcc間切換 |
| VR2 (V+端對地) | 方波 | R1自Vo接到V+,R2自V+接到地,\(V_{R2}=V_o\dfrac{R_2}{R_1+R_2}\) |
| VC (V−端) | 三角波(近似) | C接於V−與地,R接於Vo與V−之間,對Vo做積分充放電 |
| 臨界電壓 | \(\pm V_{CC}\dfrac{R_2}{R_1+R_2}\) | 當VC到達此值時Vo翻轉 |
須分清四個元件位置:R1在Vo與V+之間、R2在V+與地之間(正回授);R在Vo與V−之間、C在V−與地之間(負回授積分)。VR2是R2兩端電壓即V+對地,跟隨Vo方波切換;切勿誤認為電容電壓而選三角波。