การเปลี่ยน DC Offset ของสัญญาณ

ฉันมีคลื่นกำลังสองที่ถูกสร้างขึ้นจากเครื่องกำเนิดรูปคลื่นสั่นระหว่าง 0 V และ 5 V. เครื่องกำเนิดไม่สนับสนุน DC offsets เชิงลบ ฉันจำเป็นต้องเปลี่ยนสัญญาณนี้ให้อยู่กึ่งกลางเกี่ยวกับค่า 0 V นั่นคือการสั่นระหว่าง -2.5 V และ 2.5 V (AC Coupling?)

วิธีการทำเช่นนี้มีอะไรบ้าง?

(ยกโทษให้ฉันถ้าฉันทำศัพท์ใด ๆ ฉันเป็นวิศวกรซอฟต์แวร์โดยแลกเปลี่ยน)

สิ่งที่คุณต้องทำคือเพียงลบ DC ออฟเซ็ตทั้งหมดเข้าด้วยกันโดยไม่ส่งค่าลบ สิ่งนี้เรียกว่า AC coupling หากคุณรันเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยมผ่านตัวเก็บประจุแบบอนุกรมมันควรทำสิ่งที่คุณต้องการ อย่างไรก็ตามสิ่งนี้จะเป็นค่าใช้จ่ายในการทำให้คลื่นสี่เหลี่ยมน้อยลง

ตัวอย่างวงจรที่แสดงด้านล่างสำหรับคุณ:

และเอาต์พุตจะมีลักษณะเช่นนี้ (Green Trace = ตัวสร้างเอาต์พุต, ตัวติดตามสีน้ำเงิน = แรงดันไฟฟ้าข้ามตัวต้านทาน):

คุณอาจจะสูญเสียแรงดันไฟฟ้าเล็กน้อย (หมายถึงยอดเขาของคุณจะน้อยกว่า +/- 2.5V) เนื่องจากไม่มีตัวเก็บประจุที่เหมาะ แต่คุณสามารถรับเอาต์พุตคลื่นสี่เหลี่ยมที่ค่อนข้างดีถ้าคุณได้รับตัวเก็บประจุที่คุ้มค่า คุณจะต้องทดสอบและดู โดยปกติแล้วค่าตัวเก็บประจุที่ใหญ่กว่าที่คุณเลือกยิ่งใกล้กับรูปคลื่นเอาต์พุตของคุณจะเป็นค่าดั้งเดิมสำหรับความถี่ใด ๆ ที่เครื่องกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยมแบบตั้งโต๊ะกำลังแสดงผล

ข้อเสนอแนะการมีเพศสัมพันธ์ได้รับการแนะนำ แต่มีข้อเสียใหญ่สอง:

1. สัญญาณของคุณไม่ใช่คลื่นสี่เหลี่ยม
2. มันจะจัดศูนย์กลางสัญญาณของคุณรอบ ๆ 0V หากรอบการทำงานเป็น 50%; คุณจะเห็นสัญญาณขึ้นและลงถ้าคุณเล่นกับรอบการทำงาน

เครื่องกำเนิดฟังก์ชั่นที่ดีจะมีโพเทนมิเตอร์เพื่อตั้งค่าออฟเซ็ตให้กับสัญญาณ วิธีหนึ่งในการทำสิ่งนี้ด้วยตนเองคือการสร้างตัวปรับแรงดันไฟฟ้าแบบทาน เชื่อมต่อสัญญาณและแรงดันออฟเซตแต่ละตัวผ่านทางตัวต้านทานไปยังจุดเพิ่ม ง่ายมาก แต่สิ่งนี้จะเปลี่ยนความต้านทานเอาต์พุตของสัญญาณ วิธีที่ดีกว่าคือการทำสิ่งนี้อย่างแข็งขัน:

สัญญาณที่นี่และชดเชยแต่ละเห็นเพียงความต้านทานอินพุตกับพื้นดินเสมือนจริงเพื่อให้พวกเขาตอบสนอง ระดับไม่ได้มีอิทธิพลต่อกันและกัน opamp จะให้ความต้านทานเอาต์พุตต่ำ คุณอาจต้องการ opamp ที่รวดเร็ว (ผลิตภัณฑ์ Bandwidth ที่สูง, GBP หรือ GBW) ขึ้นอยู่กับความถี่ของคลื่นสี่เหลี่ยม
นอกจากนี้โปรดทราบว่าสิ่งนี้จะเปลี่ยนสัญญาณของคุณ

คุณสามารถจับคู่กับตัวเก็บประจุกับโหลด แต่ขึ้นอยู่กับความต้านทานโหลดและความจุมันจะกลิ้งออกจากขอบของคลื่น squate หากเป็นปัญหาคุณสามารถเพิ่มสเตจแอมป์บัฟเฟอร์เพื่อให้ตรงกับอิมพิแดนซ์ ตัวเก็บประจุจะให้ AC คู่ที่คุณต้องการ

นี้เป็นวงจรที่ง่ายต่อการจำลองในโปรแกรมเครื่องเทศเช่นLT เครื่องเทศ (ฟรี) คุณสามารถดูได้ว่าเอฟเฟกต์ความถี่ความจุและความต้านทานโหลดมีอะไรบ้างในวงจรด้วยออสซิลโลสโคปในตัว