五等-電子工程電子學大意110 年第 35 題單選題
有關圖示電路之敘述,下列何者正確?
A調諧放大電路
B低通電路
C緩衝器電路
D無穩態電路正確答案
D正確答案
圖示為運算放大器搭配RC正回饋網路,正端接R₁輸入與R₂回饋,負端接RC到輸出,構成無穩態多諧振盪器(astable multivibrator)。
為什麼答案是 D
圖中OPA的+端由R₁(接地端)與R₂(從輸出回饋)組成分壓正回饋;-端節點接電容C(對地)再透過電阻R連至輸出,形成RC充放電控制切換時序。電容C反覆充電/放電使-端電壓超越+端門檻電壓,導致輸出不斷在正飽和與負飽和間翻轉,沒有穩定狀態,即為無穩態(astable)振盪電路。
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完整詳解
Pro · 無限重點 圖示為運算放大器搭配RC正回饋網路,正端接R₁輸入與R₂回饋,負端接RC到輸出,構成無穩態多諧振盪器(astable multivibrator)。
看到OPA電路有正回饋(R₂從輸出接回+端)加上RC充放電網路(C接在-端節點對地),就是無穩態振盪電路,輸出在兩種不穩定狀態間不停切換。
逐選項分析
A✕
調諧放大電路需要LC諧振槽路,圖中只有R、C元件,沒有電感L,不符合調諧放大特徵。
B✕ 陷阱
低通電路雖然也含有RC元件,但低通是線性濾波器,不含正回饋;圖中R₂將輸出回接到+端形成正回饋,為非線性振盪結構,非低通濾波。
C✕
緩衝器電路(voltage follower)是增益為1的跟隨器,輸出直接接回負端形成負回饋,圖中並非此結構,且有RC及正回饋存在。
D✓ 正確
圖中OPA的+端由R₁(接地端)與R₂(從輸出回饋)組成分壓正回饋;-端節點接電容C(對地)再透過電阻R連至輸出,形成RC充放電控制切換時序。電容C反覆充電/放電使-端電壓超越+端門檻電壓,導致輸出不斷在正飽和與負飽和間翻轉,沒有穩定狀態,即為無穩態(astable)振盪電路。
OPA振盪/波形產生電路快速比較
| 電路類型 | 回饋方式 | 關鍵元件 | 輸出波形 |
|---|
| 無穩態振盪器 | 正回饋(遲滯比較) | R、C(充放電) | 方波 |
| 相移振盪器 | 正回饋(相移網路) | 多節RC | 弦波 |
| 低通濾波器 | 負回饋 | R、C | 平滑直流/低頻 |
| 緩衝器 | 負回饋(直接) | 無額外元件 | 與輸入同波形 |
圖中有電容C容易讓人聯想到低通濾波(選B),但判斷電路功能的關鍵是回饋極性:R₂從輸出接到+端是正回饋,正回饋+非線性飽和=振盪,而非濾波。看到OPA電路要先判斷回饋接在+還是-端。