Q53.
下列有關OPA 微分器的特性，何者敘述正確？
工業儀器 · 乙級 · 工程估算 · Q53
難易度分析
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本題屬於多選題，要求受測者必須同時掌握電路結構、數學傳遞函數以及波形轉換等多個知識點，且需精確區分微分器與積分器的差異，判定難度較單選題高。
正確答案 (複選)：②, ③, ④
- ② 輸出電壓的大小與輸入電壓成正比:微分器的輸出電壓公式為 Vout = -RC·dVin/dt，輸出大小與輸入電壓的變化率成正比，當輸入信號變化越快時，輸出電壓幅值越大。
- ③ 若輸入信號為方波時，則經過微分後之輸出信號為脈衝:方波在上升緣與下降緣處具有極大的電壓變化率 (dV/dt)，經微分運算後會在邊緣處產生尖峰脈衝信號，此為微分器的典型波形轉換特性。
- ④ 若輸入信號為正弦波時，經過微分後之輸出信號為餘弦波:正弦波 sin(ωt) 經微分（求導）後得到 ω·cos(ωt)，即輸出為餘弦波，振幅與角頻率 ω 成正比，符合微分運算的數學原理。
錯誤選項解析
- ① 以電阻器做為輸入元件，電容器做為輸出元件:OPA 微分器的正確架構應以電容器作為輸入元件，電阻器作為回授元件；此選項描述的是積分器的電路架構，與微分器恰好相反。
Learning Tip
"微分器與積分器的電路架構極易混淆：微分器是電容輸入、電阻回授，積分器則是電阻輸入、電容回授。實務上微分器對高頻雜訊極為敏感，常需在輸入端串聯小電阻以抑制雜訊增益。常考陷阱包含方波微分後產生脈衝、正弦波微分後產生餘弦波的波形轉換關係。"
學員答題分佈
①以電阻器做為輸入元件，電容器做為輸出元件0%
②輸出電壓的大小與輸入電壓成正比0%
③若輸入信號為方波時，則經過微分後之輸出信號為脈衝0%
④若輸入信號為正弦波時，經過微分後之輸出信號為餘弦波0%
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！