115 原住民特考四等 電子工程類科 電子儀表概要 考古題詳解

核心觀念

面板上的 $S_{\mathrm{DC}}=20\,\mathrm{k\Omega/V}$ 稱為直流電壓靈敏度，表示電表在直流電壓檔每伏特滿刻度所呈現的等效輸入電阻為 $20\,\mathrm{k\Omega}$。它也等於表頭滿刻度電流的倒數：

因此，表頭滿刻度電流為：

解題方法

直流電壓檔可視為表頭串聯倍率電阻。若選用滿刻度電壓量程 $V_{\mathrm{FS}}$，電表在該量程的總輸入電阻為：

核心觀念

通用計數器（universal counter）可依輸入訊號與內部時基的關係，測量訊號的頻率、週期、時間間隔、脈波寬度及相位差等時間或頻率量。它通常包含輸入整形電路、閘門控制電路、時基振盪器與計數器。

頻率計數時，在已知閘門時間 $T_g$ 內計算待測訊號的完整週期數 $N_x$，頻率為

週期測量時，則在待測訊號的一個週期 $T_x$ 內計算內部時基脈波數 $N_r$。若時基頻率為 $f_r$，則

解題方法

頻率直接計數法的閘門時間由儀器設定。若待測頻率低，閘門時間內包含的訊號週期數少，計數值 $N_x$ 也小；計數器量化誤差約為 $\pm1$ 個計數，因此相對誤差約為

核心觀念

直流電源供應器將交流電或內部電池的能量轉換、調整為穩定的直流輸出，供電子電路、元件與設備測試或供電。常見功能包括設定輸出電壓與電流限制、穩定輸出、顯示電壓與電流，以及提供過電壓、過電流、過溫等保護。

一般直流電源供應器有兩種主要輸出調節模式：

• 定電壓模式（CV，Constant Voltage）：電源維持設定電壓，負載所需電流則由負載決定；電源同時受電流限制保護。
• 定電流模式（CC，Constant Current）：電源維持設定電流，輸出電壓則依負載需求調整；輸出電壓不得超過電源可提供的上限。

電源在設定的電壓與電流限制內，依負載需求在 CV 與 CC 間自動切換。當負載所需電流低於電流限制時，通常為 CV；當負載所需電流達到電流限制時，電源進入 CC，並降低輸出電壓以維持設定電流。

解題方法

本題依序說明「電源供應器的用途」、「兩種調節模式的控制量與限制量」，再說明各模式的適用場合。

若以負載電阻 $R_L$ 表示，負載電壓與電流遵守歐姆定律：

在 CV 模式中，電源設定 $V_{\text{set}}$，並將電流上限設為 $I_{\text{limit}}$。只要負載所需電流未達上限，輸出即維持：

若負載要求的電流超過 $I_{\text{limit}}$，電源限制電流並降低輸出電壓，轉入 CC 模式。在 CC 模式中，設定電流 $I_{\text{set}}$，輸出電壓會隨負載改變：

核心觀念

信號產生器可輸出頻率、振幅及波形可調的電信號，常見波形包括正弦波、方波、三角波與脈波。它可作為待測電路的輸入信號，用於測試放大器、濾波器、數位電路與控制電路的頻率響應、增益、脈波反應及工作狀態。

脈波的工作週期（Duty Cycle）是單一週期內，高電位持續時間占整個週期的百分比。若高電位時間為 $T_H$，低電位時間為 $T_L$，週期為 $T=T_H+T_L$，則

其中 $0\%\leq D\leq 100\%$。方波的工作週期為 $50\%$；改變工作週期會改變高、低電位各自持續的時間，但在頻率設定不變時，週期 $T=1/f$ 不變。

解題方法

本題分成兩部分作答：先說明信號產生器的用途，再依一般儀器面板操作順序，說明如何調整脈波工作週期。操作名稱會因廠牌與機型而異，答題時掌握設定波形、啟用工作週期功能、調整數值及確認輸出的步驟即可。

脈波工作週期調整步驟：

1. 接妥儀器並設定輸出通道：將信號產生器輸出端接至待測電路或示波器輸入端，選定要使用的輸出通道。
2. 選擇脈波波形：在波形選單中選擇 Pulse；部分機型以方波功能設定脈波。
3. 設定頻率或週期：輸入所需頻率 $f$，或直接設定週期 $T$。此設定決定脈波重複的快慢。
4. 開啟工作週期調整功能：選取 Duty Cycle、Duty 或 Pulse Width 等相關項目。若儀器提供脈寬設定，也可依下式換算所需脈寬：