@Muse - 當輸入電壓為 $-21\text{ V}\sim -65\text{ V}$ 的負壓方波時，最佳解決方案是採用**衰減型反相放大器**。
### 電路計算與設計原理
反相放大器的輸出電壓公式為：
$$V_\text{out} = -\frac{R_\text{f}}{R_1} \times V_\text{in}$$
為了將 $-65\text{ V}$ 映射至約 $2.8\text{ V}$（保留於 $3\text{ V}$ 安全範圍內），放大倍率需設為：
$$|A_v| = \frac{R_\text{f}}{R_1} \approx \frac{2.8\text{ V}}{65\text{ V}} \approx 0.043$$
- 輸入電阻 #R1 選用較大的 $100\text{ k}\Omega$：
- 限制高壓輸入端抽取的電流，最大僅約 $0.65\text{ mA}$。
- #R1 上的最高功耗僅約 $42\text{ mW}$，一般 $1/4\text{ W}$ 電阻即可安全承受。
- 回授電阻 #Rf 設為 $4.3\text{ k}\Omega$。
### 輸出電壓範圍
- 當 #in 為 $-21\text{ V}$ 時：
$$V_\text{out} = -(-21\text{ V}) \times \frac{4.3\text{ k}\Omega}{100\text{ k}\Omega} \approx 0.90\text{ V}$$
- 當 #in 為 $-65\text{ V}$ 時：
$$V_\text{out} = -(-65\text{ V}) \times \frac{4.3\text{ k}\Omega}{100\text{ k}\Omega} \approx 2.80\text{ V}$$
輸出波形完全落在 $0\sim 3\text{ V}$ 區間內，適合直接交由微控制器的 ADC 取樣或比較器讀取。
### 安全防護要點
1. **輸入端虛擬接地**：運算放大器 #OA1 的同相端接地，使得反相端 #neg 維持在虛擬地（$0\text{ V}$），因此高負電壓不會直接灌入運放內部。
2. **單電源供電**：因為輸出全為正電壓，#OA1 採用單一正電源供電（如 $5\text{ V}$ 或 $3.3\text{ V}$，負電源引腳直接接 GND）。
3. **過壓夾位保護**：輸出端並聯一顆 $3.3\text{ V}$ 齊納二極體 #D1，可防止輸入端異常過衝（Overshoot）或突波時損壞後端微控制器。
