改变信号的直流偏移


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我有一个在0 V和5 V之间振荡的波形发生器产生的方波。该发生器不支持负DC偏移。我需要将该信号下移至0 V值的中心,即在-2.5 V和2.5 V之间振荡(交流耦合吗?)。

有什么方法可以做到这一点?

(请原谅我,如果我弄乱了任何术语,我是行业的软件工程师。)


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您有负电源吗?
2012年

Answers:


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您需要做的就是简单地将所有直流偏移消除,而不要提供一个负值。这称为交流耦合。如果通过串联电容器运行方波发生器的输出,则它应能满足您的要求。但是,这将以使方波变小为代价。

下面为您显示了一个示例电路:

示例电路

输出看起来像这样(绿色迹线=发电机输出,蓝色迹线=跨电阻电压):

绿色迹线=发电机输出,蓝色迹线=跨电阻电压

由于没有理想的电容器,您可能会得到一点电压损失(这意味着您的峰值将比+/- 2.5V少一点),但是如果您使用合适的电容器,则可以获得相当不错的方波输出。您将不得不进行试验并看看。通常,对于台式方波发生器输出的任何频率,选择的电容器值越大,输出波形就越接近原始波形。


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另一个常用术语是耦合电容器。我以为我们有一个答案,可以解释如何确定要使用的电容器的值和类型,但现在找不到。
Kellenjb

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仅在不关心波形的情况下才有效。当我大多数时候使用函数发生器的方波时,我需要一个方波。
stevenvh 2012年

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已经提出了电容耦合,但这有两个主要缺点:

  1. 您的信号不再是方波
  2. 如果占空比为50%,它将仅使信号围绕0V居中;如果您使用占空比,会看到信号上升和下降

一个好的函数发生器将有一个电位计来设置信号的偏移量。自己完成此操作的一种方法是制作一个电阻式电压加法器。通过电阻将信号和偏置电压分别连接到加法点。很简单,但这会改变信号的输出阻抗。更好的方法是主动执行此操作:

在此处输入图片说明

在这里,信号和偏移量仅能看到虚拟接地的输入电阻,因此它们的响应性非常好。级别不会互相影响。运算放大器将使其具有较低的输出阻抗。您可能需要快速运算放大器(高增益带宽乘积,GBP或GBW),具体取决于方波的频率。
另外请记住,这会使您的信号反相。


这是对波形进行波形处理的正确解决方案,即使我继续认为该人员无法从发生器生成以0为中心的波形。
clabacchio

这个电路不给信号带来正偏移吗?
Abdullah kahraman 2012年

我将创建一个带有电阻分压器和OP-AMP跟随器的双电源-2.5V,+ 2.5V。然后,使用包装中的其他设备,我将信号与其平均值(简单的RC低通)进行比较。这将导致从OPAMP的+ Voh到-Vol的方波。我猜应该使用二极管和逻辑门的另一种解决方案来产生轨到轨输出。
Abdullah kahraman 2012年

×

啊。因此,V1将成为信号,而V2将成为-2.5V,Rin1 = Rin2 = Rf,对吗?
abdullah kahraman 2012年

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您可以将其与电容器耦合到负载,但是根据负载阻抗和电容,它会从深波的边缘滚落。如果有问题,您可以添加一个缓冲放大器来匹配阻抗。该电容器将为您提供所需的期望AC耦合。

这是在诸如LT Spice(免费)之类的香料程序中进行仿真的简单电路。您可以看到频率,电容和负载阻抗对内置示波器的电路有什么影响。

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