OP Amp方波產生器、北科大、高雄科大推甄實作試題

【作業練習】106、111、112臺北科大電機實作試題，V_CC=15 V（注意：此OP Amp採用單電源），R₁=10 kΩ，VR₁=50 kΩ，VR₂=100 kΩ，C=10 μF，R₂=10 kΩ，R₃=1 kΩ。

<解析>

1、震盪週期與頻率範圍：

　　 T = t₁ + t₂ = 2 * R * C * ln [ (1+β) / (1-β) ]，其中 R = R₁ + VR₂ ， β 是正回授的分壓比例。

　　假設VR₁調在中點位置時，其戴維寧等效電阻為 R_th = 25 kΩ // 25 kΩ = 12.5 kΩ

　　β = R_th / (R₂ + R_th) = 12.5kΩ / (10kΩ + 12.5kΩ) ≒ 0.556

　　對數項 ln [ (1+β) / (1-β) ] = ln ( 1.556 / 0.444) = ln (3.5)

　　T = 2 * R * C * ln (3.5)

　　最高頻率 (當 VR₂ = 0 Ω，R = R₁ + VR₂ = 10 kΩ)

　　　　T = 2 * 10k * 10u * ln (3.5) ≒ 0.25 秒

　　　　f_max ≒ 4 Hz

　　最低頻率 (當 VR₂ = 100 kΩ，R = R₁ + VR₂ = 110 kΩ)

　　　　T = 2 * 110k * 10u * ln (3.5) ≒ 2.76 秒

　　　　f_min ≒ 0.36 Hz

2、轉折電壓：

　　當VR₁調在中點位置時，V₊ = V_CC / 2 = 7.5 V，若不考慮非理想情況，假設V_o(sat) = V_CC = 15V，

　　基準點電壓為 15 / 2 = 7.5 V

　　上轉折電壓 V_u = 7.5 + β (15 – 7.5) = 7.5 + 0.556 * 7.5 ≒ 11.67 V

　　下轉折電壓 V_l = 7.5 – β (7.5 – 0) = 7.5 – 0.556 * 7.5 ≒ 3.33 V