Zmiana przesunięcia DC sygnału

Mam falę kwadratową generowaną z generatora fal oscylującego między 0 V a 5 V. Generator nie obsługuje ujemnych przesunięć DC. Muszę przesunąć ten sygnał w dół, aby wyśrodkować się wokół wartości 0 V, tj. Oscylować między -2,5 V a 2,5 V (AC Coupled?).

Jakie są sposoby na to?

(Wybacz mi, jeśli popsuję jakąkolwiek terminologię, z zawodu jestem inżynierem oprogramowania).

signal wave dc-offset

— Präriewolf
źródło

Czy masz podaż ujemną?

— markrages

Odpowiedzi:

To, co musisz zrobić, to po prostu usunąć razem przesunięcie DC, a nie podać ujemne. Jest to znane jako sprzężenie AC. Jeśli poprowadzisz moc wyjściową generatora fali prostokątnej przez szeregowy kondensator, powinien zrobić to, czego potrzebujesz. Będzie to jednak kosztem zmniejszenia fali kwadratowej.

Przykładowy obwód pokazano poniżej:

Przykładowy obwód

Wyjście wyglądałoby tak (Green Trace = Generator Output, Blue Trace = Voltage Across Resistor):

Zielony ślad = moc wyjściowa generatora, niebieski ślad = napięcie na oporniku

Prawdopodobnie dostaniesz niewielką utratę napięcia (co oznacza, że twoje szczyty będą nieco mniejsze niż +/- 2,5 V), ponieważ żaden kondensator nie jest idealny, ale możesz uzyskać całkiem dobrą wyjściową falę kwadratową, jeśli uzyskasz kondensator o odpowiedniej wartości. Musisz eksperymentować i zobaczyć. Zazwyczaj im wyższa wartość kondensatora, tym bardziej zbliżony jest kształt fali wyjściowej do pierwotnej dla dowolnej częstotliwości generowanej przez laboratoryjny generator fali prostokątnej.

— Joel B.
źródło

Innym powszechnie stosowanym terminem jest kondensator sprzęgający. Myślałem, że mamy odpowiedź wyjaśniającą, jak ustalić, jakiej wartości i rodzaju kondensatora użyć, ale nie mogę jej teraz znaleźć.

— Kellenjb

Działa to tylko wtedy, gdy nie zależy ci na przebiegu. Kiedy używam fali prostokątnej z generatora funkcji, potrzebuję fali prostokątnej.

— stevenvh

Sugerowano sprzężenie pojemnościowe, ale ma to dwie duże wady:

Twój sygnał nie jest już falą kwadratową
To wyśrodkuje twój sygnał około 0 V, jeśli cykl pracy wynosi 50%; zobaczysz, że sygnał rośnie i maleje, jeśli grasz w cyklu pracy

Dobry generator funkcji będzie miał potencjometr do ustawienia przesunięcia sygnału. Jednym ze sposobów na zrobienie tego samemu jest wykonanie rezystancyjnego sumatora napięcia. Podłącz sygnał i napięcie przesunięcia za pomocą rezystora do punktu dodawania. Bardzo proste, ale zmieni to impedancję wyjściową sygnału. Lepszym sposobem jest to zrobić aktywnie:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Tutaj każdy sygnał i przesunięcie widzą tylko rezystancję wejściową do wirtualnego uziemienia, tak aby ich odpowiednio. poziomy nie wpływają na siebie nawzajem. Opamp da mu niską impedancję wyjściową. Możesz chcieć szybkiego opampa (produkt o wysokiej przepustowości, GBP lub GBW) w zależności od częstotliwości fali prostokątnej.
Pamiętaj również, że to odwraca twój sygnał.

— stevenvh
źródło

To właściwe rozwiązanie do przetłumaczenia kształtu fali, mimo że nadal myślę, że facet nie był w stanie stworzyć kształtu fali wyśrodkowanego na 0 z generatora.

— clabacchio

Czy ten obwód nie zapewnia dodatniego przesunięcia sygnału?

— abdullah kahraman

Stworzyłbym podwójne zasilanie, -2,5 V, + 2,5 V z dzielnikiem rezystancyjnym i popychaczem OP-AMP. Następnie, z drugim urządzeniem w pakiecie, porównałbym sygnał ze średnią (zwykły dolnoprzepustowy RC). Dałoby to falę kwadratową od + Voh do -Vol OPAMP. Zgaduję, że powinno istnieć inne rozwiązanie z diodami i bramkami logicznymi, które tworzy wyjście kolejowe.

— abdullah kahraman

\times

$\times$

Ach Więc V1 będzie sygnałem, a V2 będzie wynosić -2,5 V, Rin1 = Rin2 = Rf, prawda?

— abdullah kahraman

Możesz połączyć go z kondensatorem do obciążenia, ale w zależności od impedancji obciążenia i pojemności będzie staczał się z krawędzi kwadratowej fali. Jeśli jest to problem, możesz dodać stopień wzmacniacza buforowego, aby dopasować impedancję. Kondensator da ci oczekiwaną parę AC, której szukasz.

Jest to łatwy obwód do symulacji w programie przyprawowym, takim jak LT Spice (bezpłatny) . Dzięki wbudowanemu oscyloskopowi możesz zobaczyć, jakie efekty ma częstotliwość, pojemność i impedancja obciążenia na obwód.

— SteveR
źródło