Изменение смещения сигнала постоянного тока

У меня есть прямоугольная волна, генерируемая генератором сигналов, колеблющимся между 0 В и 5 В. Генератор не поддерживает отрицательные смещения постоянного тока. Мне нужно сдвинуть этот сигнал вниз, чтобы центрировать его относительно значения 0 В, то есть колеблется между -2,5 В и 2,5 В (переменный ток?).

Каковы способы сделать это?

(Простите, если я испорчу любую терминологию, я по профессии инженер-программист.)

signal wave dc-offset

— Präriewolf
источник

У вас есть отрицательный запас?

— markrages

Ответы:

Что вам нужно сделать, это просто удалить смещение постоянного тока все вместе, а не поставить отрицательный. Это известно как связь переменного тока. Если вы пропустите выход вашего генератора прямоугольных импульсов через последовательный конденсатор, он должен делать то, что вам нужно. Это, однако, будет за счет уменьшения прямоугольной волны.

Пример схемы показан ниже для вас:

Пример схемы

И выход будет выглядеть следующим образом (зеленая трассировка = выход генератора, синяя трассировка = напряжение на резисторе):

Зеленый контур = выход генератора, синий индикатор = напряжение на резисторе

Вероятно, вы получите небольшую потерю напряжения (то есть ваши пики будут чуть меньше +/- 2,5 В), поскольку ни один конденсатор не идеален, но вы можете получить довольно хороший прямоугольный выходной сигнал, если вы получите конденсатор правильного значения. Вам придется экспериментировать и посмотреть. Обычно, чем больше значение конденсатора, которое вы выбираете, тем ближе будет выходной сигнал к исходному для любой частоты, которую выдает настольный генератор прямоугольных сигналов.

— Джоэл Б
источник

Другой часто используемый термин - конденсатор связи. Я думал, что у нас есть ответ, объясняющий, как определить, какое значение и тип конденсатора использовать, но я не могу найти его сейчас.

— Kellenjb

Это работает, только если вы не заботитесь о форме волны. Когда я использую прямоугольную волну от генератора функций, большую часть времени мне нужна прямоугольная волна.

— Stevenvh

Емкостная связь была предложена, но это имеет два больших недостатка:

Ваш сигнал больше не квадратная волна
Он будет центрировать ваш сигнал около 0 В, если коэффициент заполнения составляет 50%; вы увидите, что сигнал будет идти вверх и вниз, если вы будете играть с рабочим циклом

Хороший генератор функций будет иметь потометр, чтобы установить смещение сигнала. Один из способов сделать это самостоятельно - сделать сумматор резистивного напряжения. Подключите сигнал и напряжение смещения через резистор к точке добавления. Очень просто, но это изменит выходное сопротивление сигнала. Лучше сделать это активно:

введите описание изображения здесь

Здесь сигнал и смещение каждого видят только входное сопротивление виртуальной земли, так что их соотв. уровни не влияют друг на друга. Операционный усилитель обеспечит низкий выходной импеданс. Вам может потребоваться быстрый операционный усилитель (продукт с высокой пропускной способностью усиления, фунты стерлингов или гигабайт) в зависимости от частоты прямоугольной волны.
Также имейте в виду, что это инвертирует ваш сигнал.

— stevenvh
источник

Это правильное решение для трассировки формы волны, хотя я продолжаю думать, что парень не смог создать форму волны с центром в 0 из генератора.

— Clabacchio

Разве эта схема не дает положительное смещение сигнала?

— Абдулла Кахраман

Я бы создал двойной источник питания, -2,5 В, + 2,5 В с резистивным делителем и повторителем OP-AMP. Затем, с другим устройством в пакете, я бы сравнил сигнал с его средним значением (простой RC низкочастотный). Это приведет к прямоугольной волне от + Voh до -Vol OPAMP. Я предполагаю, что должно быть другое решение с диодами и логическими вентилями, которое создает рельсовый выход.

— Абдулла Кахраман

\times

$\times$

Ах. Итак, V1 будет сигналом, а V2 будет -2,5 В, Rin1 = Rin2 = Rf, верно?

— Абдулла Кахраман

Вы можете подключить его с конденсатором к нагрузке, но в зависимости от импеданса нагрузки и емкости он скатится с краев волновой волны. Если это проблема, вы можете добавить ступень буферного усилителя в соответствии с импедансом. Конденсатор даст вам ожидаемую пару переменного тока, которую вы ищете.

Это простая схема для моделирования в программе для специй, такой как LT Spice (бесплатно) . Вы можете увидеть, как частота, емкость и импеданс нагрузки влияют на цепь с помощью встроенного осциллографа.

— Stever
источник