Ich habe eine Rechteckwelle, die von einem Wellenformgenerator erzeugt wird, der zwischen 0 V und 5 V oszilliert. Der Generator unterstützt keine negativen DC-Offsets. Ich muss dieses Signal nach unten verschieben, um den Wert 0 V zu erreichen, dh zwischen -2,5 V und 2,5 V zu pendeln (AC Coupled?).
Wie geht das?
(Vergib mir, wenn ich eine Terminologie durcheinander bringe, bin ich von Beruf Softwareingenieur.)
Antworten:
Sie müssen lediglich den DC-Offset entfernen und keinen negativen liefern. Dies wird als Wechselstromkopplung bezeichnet. Wenn Sie den Ausgang Ihres Rechteckgenerators über einen Reihenkondensator betreiben, sollte dieser das tun, was Sie benötigen. Dies geht jedoch zu Lasten der Rechteckwelle.
Eine Beispielschaltung sehen Sie unten:
Und der Ausgang würde so aussehen (grüne Spur = Generatorausgang, blaue Spur = Spannung über Widerstand):
Sie werden wahrscheinlich einen kleinen Spannungsverlust bekommen (was bedeutet, dass Ihre Spitzen etwas kleiner als +/- 2,5 V sind), da kein Kondensator ideal ist, aber Sie können eine ziemlich gute Rechteckwellenausgabe erhalten, wenn Sie den richtigen Kondensatorwert erhalten. Sie müssen experimentieren und sehen. Je größer der von Ihnen gewählte Kondensatorwert ist, desto näher kommt Ihre Ausgangswellenform für jede Frequenz, die ein Tisch-Rechteckgenerator ausgibt, dem Original.
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Es wurde eine kapazitive Kopplung vorgeschlagen, die jedoch zwei große Nachteile hat:
Ein guter Funktionsgenerator verfügt über ein Potentiometer, mit dem ein Offset zum Signal eingestellt werden kann. Eine Möglichkeit, dies selbst zu tun, besteht darin, einen resistiven Spannungsaddierer herzustellen. Verbinden Sie Signal und Offsetspannung jeweils über einen Widerstand mit einer Additionsstelle. Sehr einfach, dies ändert jedoch die Ausgangsimpedanz des Signals. Ein besserer Weg ist dies aktiv zu tun:
Hier sehen Signal und Offset jeweils nur den Eingangswiderstand zur virtuellen Masse, so dass deren resp. Ebenen beeinflussen sich nicht gegenseitig. Der Operationsverstärker gibt ihm eine niedrige Ausgangsimpedanz. Möglicherweise möchten Sie einen schnellen Verstärker (High Gain Bandwidth Product, GBP oder GBW), abhängig von der Frequenz der Rechteckwelle.
Denken Sie auch daran, dass dies Ihr Signal invertiert.
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Sie können es mit einem Kondensator an die Last koppeln, aber abhängig von der Lastimpedanz und der Kapazität rollt es von den Kanten der Squate-Welle ab. Wenn dies ein Problem ist, können Sie eine Pufferverstärkerstufe hinzufügen, die der Impedanz entspricht. Der Kondensator gibt Ihnen das erwartete Wechselstrompaar, das Sie suchen.
Dies ist eine einfache Schaltung, die in einem Gewürzprogramm wie LT Spice (kostenlos) simuliert werden kann . Mit dem eingebauten Oszilloskop können Sie sehen, welche Auswirkungen Frequenz, Kapazität und Lastimpedanz auf die Schaltung haben.
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