Eu tenho uma onda quadrada sendo gerada a partir de um gerador de forma de onda oscilando entre 0 V e 5 V. O gerador não suporta compensações negativas de CC. Eu preciso mudar esse sinal para baixo para ficar centrado no valor de 0 V, ou seja, oscilando entre -2,5 V e 2,5 V (AC Acoplado?).
Quais são as maneiras de fazer isso?
(Perdoe-me se eu atrapalhar alguma terminologia, sou engenheiro de software por profissão.)
Respostas:
O que você precisa fazer é simplesmente remover o deslocamento DC, não fornecer um negativo. Isso é conhecido como acoplamento CA. Se você executar a saída do seu gerador de ondas quadradas no capacitor em série, ele deverá fazer o que você precisa. No entanto, isso custará menos ondas quadradas.
Um exemplo de circuito é mostrado abaixo para você:
E a saída ficaria assim (Traço Verde = Saída do Gerador, Traço Azul = Tensão no Resistor):
Você provavelmente terá uma pequena perda de tensão (o que significa que seus picos serão um pouco menores que +/- 2,5V), já que nenhum capacitor é ideal, mas você pode obter uma boa saída de onda quadrada se conseguir o capacitor de valor certo. Você terá que experimentar e ver. Normalmente, quanto maior o valor do capacitor que você escolher, mais próxima a sua forma de onda de saída estará do original para qualquer frequência que um gerador de ondas quadradas de bancada esteja produzindo.
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O acoplamento capacitivo foi sugerido, mas isso tem duas grandes desvantagens:
Um bom gerador de funções terá um medidor de potenciômetro para definir um deslocamento para o sinal. Uma maneira de fazer isso sozinho é criar um somador de tensão resistiva. Conecte o sinal e desvie a tensão, cada um através de um resistor, para um ponto de adição. Muito simples, mas isso mudará a impedância de saída do sinal. Uma maneira melhor é fazer isso ativamente:
Aqui, sinalize e desvie cada um deles, veja apenas a resistência de entrada ao terreno virtual, de modo que seus respectivos. os níveis não se influenciam. O opamp fornecerá uma baixa impedância de saída. Você pode querer um opamp rápido (produto de largura de banda de alto ganho, GBP ou GBW), dependendo da frequência da onda quadrada.
Lembre-se também de que isso inverte seu sinal.
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Você pode acoplá-lo com um capacitor à carga, mas, dependendo da impedância da carga e da capacitância, ela rolará pelas bordas da onda quadrada. Se isso for um problema, você pode adicionar um estágio de amplificador de buffer para corresponder à impedância. O capacitor fornecerá o par AC esperado que você procura.
Este é um circuito fácil de simular em um programa de especiarias, como o LT Spice (gratuito) . Você pode ver quais efeitos a frequência, capacitância e impedância de carga têm no circuito com o osciloscópio embutido.
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