Q244.
如下圖所示電路，假設運算放大器為理想，輸入電壓V i＝1V 若則輸出電壓Vo 1、Vo 2 、Vo 為何？
視聽電子 · 甲級 · 無線電學 · Q244
難易度分析
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本題採用複選形式，要求應試者對所有選項進行獨立判別與交叉驗證。電路模型涵蓋多級運算放大器之串聯架構與差分輸出運算，需具備明確之階級增益計算程序與極性辨識能力。試題針對極性反轉與數值誤算設計干擾選項，要求解題者具備精確之公式套用邏輯與跨階段電路之系統分析能力，整體結構強調多條件比對與計算嚴謹度。
正確答案 (複選)：①, ③
- ① V o1＝10V、V o2＝-10V:此電路為儀表放大器或差動放大架構，第一級由兩個運算放大器組成，分別具有非反相增益 +10 與 反相增益 -10，當 Vi = 1V 時，Vo1 = 10V、Vo2 = -10V 符合理想運算放大器的線性放大原理。
- ③ Vo＝20V:第二級為差動放大級，輸出 Vo = Vo1 - Vo2 = 10V - (-10V) = 20V，此為儀表放大器的標準運作原理，利用差動輸入來消除共模訊號並放大差模電壓。
錯誤選項解析
- ② Vo 1＝-10V、 Vo 2＝ 10V:此選項將 Vo1 與 Vo2 的極性顛倒。在典型儀表放大器電路中，上方運算放大器通常接成非反相組態（輸出為正），下方接成反相組態（輸出為負），故 Vo1 應為 +10V 而非 -10V。
- ④ Vo＝24V:Vo = 24V 的數值與電路增益計算不符。理想運算放大器在給定 Vi = 1V 且各級增益為 ±10 的情況下，正確輸出應為 Vo = 20V，24V 可能誤用了錯誤的增益倍數或電源電壓飽和的混淆概念。
Learning Tip
"此類題型常考 儀表放大器（Instrumentation Amplifier） 的三運算放大器架構。關鍵在於理解第一級兩個運算放大器分別提供 非反相與反相放大，第二級則執行 差動運算（Vo = Vo1 - Vo2）。容易混淆之處在於極性判斷與共模拒斥比（CMRR）的觀念，實務上儀表放大器廣泛應用於 感測訊號調理 與 工業量測系統，需確保運算放大器工作於線性區而非飽和區。"
學員答題分佈
①V o1＝10V、V o2＝-10V0%
②Vo 1＝-10V、 Vo 2＝ 10V0%
③Vo＝20V0%
④Vo＝24V0%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析！