Mengubah Offset DC Sinyal

Saya memiliki gelombang persegi yang dihasilkan dari generator gelombang berosilasi antara 0 V dan 5 V. Generator tidak mendukung offset DC negatif. Saya perlu menggeser sinyal ini ke tengah tentang nilai 0 V, yaitu berosilasi antara -2,5 V dan 2,5 V (AC Coupled?).

Apa cara melakukan ini?

(Maafkan saya jika saya mengacaukan istilah apa pun saya seorang insinyur perangkat lunak dengan perdagangan.)

signal wave dc-offset Präriewolf
sumber

Apakah Anda memiliki persediaan negatif?

markrages

Jawaban:

Yang perlu Anda lakukan hanyalah menghapus DC offset secara bersamaan, bukan memasok yang negatif. Ini dikenal sebagai AC coupling. Jika Anda menjalankan output dari generator gelombang persegi Anda melalui kapasitor seri, itu harus melakukan apa yang Anda butuhkan. Namun ini akan dengan mengorbankan membuat gelombang kuadrat kurang kuadrat.

Contoh sirkuit ditunjukkan di bawah untuk Anda:

Contoh Sirkuit

Dan hasilnya akan terlihat seperti ini (Green Trace = Output Generator, Blue Trace = Voltage Across Resistor):

Jejak Hijau = Keluaran Generator, Jejak Biru = Tegangan Lintas Resistor

Anda mungkin akan mendapatkan sedikit kehilangan tegangan (artinya puncak Anda akan sedikit kurang dari +/- 2.5V) karena tidak ada kapasitor yang ideal, tetapi Anda bisa mendapatkan output gelombang persegi yang cukup bagus jika Anda mendapatkan kapasitor nilai yang tepat. Anda harus bereksperimen dan melihat. Biasanya, semakin besar nilai kapasitor yang Anda pilih, semakin dekat bentuk gelombang output Anda dengan yang asli untuk frekuensi apa pun yang dihasilkan oleh generator gelombang benchtop square.

Joel B
sumber

Istilah lain yang umum digunakan adalah kapasitor kopling. Saya pikir kami punya jawaban yang menjelaskan bagaimana menentukan nilai dan tipe kapasitor apa yang digunakan, tetapi saya tidak dapat menemukannya sekarang.

Kellenjb

Ini hanya berfungsi jika Anda tidak peduli dengan bentuk gelombang. Ketika saya menggunakan gelombang persegi dari generator fungsi sebagian besar waktu saya membutuhkan gelombang persegi.

stevenvh

Kopling kapasitif telah disarankan, tetapi ini memiliki dua kelemahan besar:

Sinyal Anda bukan lagi gelombang persegi
Ini hanya akan memusatkan sinyal Anda sekitar 0V jika siklus tugasnya 50%; Anda akan melihat sinyal naik dan turun jika Anda bermain dengan siklus tugas

Generator fungsi yang baik akan memiliki potmeter untuk mengatur offset ke sinyal. Salah satu cara untuk melakukan ini sendiri adalah dengan membuat penambah tegangan resistif. Hubungkan sinyal dan offset masing-masing melalui resistor ke titik tambahan. Sangat sederhana, tetapi ini akan mengubah impedansi output sinyal. Cara yang lebih baik adalah melakukan ini secara aktif:

masukkan deskripsi gambar di sini

Di sini sinyal dan offset masing-masing hanya melihat resistansi input ke tanah virtual, sehingga resp mereka. level tidak saling memengaruhi. Opamp akan memberikan impedansi output yang rendah. Anda mungkin menginginkan opamp cepat (Produk Bandwidth Gain tinggi, GBP atau GBW) tergantung pada frekuensi gelombang persegi itu.
Juga perlu diingat bahwa ini membalikkan sinyal Anda.

stevenvh
sumber

Itu solusi yang tepat untuk traslate bentuk gelombang, meskipun saya terus berpikir bahwa orang itu tidak dapat membuat bentuk gelombang yang berpusat pada 0 dari generator.

clabacchio

Tidakkah sirkuit ini memberikan offset positif ke sinyal?

abdullah kahraman

Saya akan membuat pasokan ganda, -2.5V, + 2.5V dengan pembagi resistif dan pengikut OP-AMP. Kemudian, dengan perangkat lain dalam paket, saya akan membandingkan sinyal dengan rata-rata (low-pass RC sederhana). Itu akan menghasilkan gelombang persegi dari + Voh ke -Vol dari OPAMP. Saya menduga bahwa harus ada solusi lain dengan dioda dan gerbang logika yang menciptakan output rail-to-rail.

abdullah kahraman

@ abdullah - jika Rf = amplifikasi Rin adalah -1, dan input + 1V sebagai offset akan menghasilkan output -1V. Masukan -1V akan memberi Anda +1V. Sinyal juga ditambahkan ke ini

\times

$\times$ -1. Anda dapat menghitung masing-masing arus input: Ix = Vx / Rin. Dan aliran Ix yang sama melalui Rf untuk membuat penurunan tegangan sam antara input (0V, virtual ground) dan output.

stevenvh

Ah. Jadi, V1 akan menjadi sinyal, dan V2 akan menjadi -2.5V, Rin1 = Rin2 = Rf, kan?

abdullah kahraman

Anda dapat memasangkannya dengan kapasitor ke beban, tetapi tergantung pada impedansi beban dan kapasitansi itu akan menggulung tepi gelombang squate. Jika itu merupakan masalah, Anda dapat menambahkan tahap amp buffer untuk mencocokkan impedansi. Kapasitor akan memberi Anda pasangan AC yang Anda cari.

Ini adalah rangkaian yang mudah untuk disimulasikan dalam program rempah-rempah seperti LT Spice (gratis) . Anda dapat melihat apa efek frekuensi, kapasitansi, dan impedansi beban pada rangkaian dengan osiloskop bawaan.

SteveR
sumber