Là một sóng vuông vẫn được coi là DC?

Giả sử tôi có sóng vuông ở mức logic, trong đó 0V là "thấp" và 5V là "cao". Tôi đang đập cái này ở chu kỳ nhiệm vụ 60Hz, 50% không đổi. Trực giác của tôi nói rằng vì điện áp không bao giờ bị âm, đó là tín hiệu DC, bất kể tôi đang đập nó nhanh như thế nào. Đúng không?

Hơn nữa, khi xem xét op-amps để khuếch đại tín hiệu từ các cảm biến tạo ra sóng vuông 60 Hz trong khoảng từ 0 đến 100mV, tôi cũng có thể coi đây là tín hiệu DC và không phải lo lắng quá nhiều về sản phẩm băng thông khuếch đại của mình chứ?

Câu trả lời ngắn gọn cho cả hai câu hỏi:
Không, điều đó không đúng.
Không, bạn cần phải lo lắng về điều đó.

Hãy bắt đầu từ đầu. Không có cách nào, bạn sẽ không bao giờ đối phó với một nghĩa đen 'DC' tín hiệu. Giả sử bạn có một nguồn cung cấp năng lượng, bạn sử dụng nó để cấp nguồn cho các mạch của mình, đó có thể là một số 5V DC , phải không? Và những gì về khi bạn tắt nó? Mất điện thì sao? Thế còn khi cung cấp băng ghế cụ thể đó thậm chí không tồn tại?
Quan điểm của tôi là: một tín hiệu thực (hiện tại) không bao giờ có thể là DC. Tại một số thời điểm nó đã không, và nó sẽ không tồn tại.

Nhưng có hy vọng: chúng ta có thể đưa ra một định nghĩa ít nghiêm ngặt hơn về tín hiệu DC và chúng ta đang gọi cho người bạn cũ Fourier. Tôi giả sử bạn biết Biến đổi Fourier là gì, bạn có thể đọc nó hoặc chỉ tin tôi: có biến đổi toán học đặc biệt này nhận tín hiệu là hàm của thời gian và phát ra tín hiệu là hàm của tần số . Và nó hoạt động theo cả hai cách, do đó tín hiệu tốt của bạn có thể được biểu diễn dưới dạng miền thời gian hoặc ở dạng miền tần số .
Nhưng chúng ta cần thứ tần số này để làm gì? Thật dễ dàng, giả sử bạn có: trong đó là tín hiệu của bạn trong miền thời gian, trong khi

$$x(t)\rightleftharpoons X(f)$$ $x(t)$$X(f)$ đó là tín hiệu tương tự trong miền tần số. Bây giờ, nếu bạn tính bạn sẽ nhận được giá trị mà tín hiệu của bạn có ngay lập tức , vậy còn thì sao? Chà, bạn nhận được giá trị mà tín hiệu của bạn có ở tần số , rõ ràng và đơn giản. Giả sử bạn ghi một trống bass và violin, bạn có tín hiệu miền thời gian, bạn biến đổi chúng sau đó vẽ chúng: trống bass sẽ rất cao cho tần số thấp, trong khi violin sẽ rất cao cho tần số cao. Đó là bởi vì trống bass có nhiều thành phần tần số thấp , trong khi violin có nhiều thành phần tần số cao .$x(t_0)$$t_0$$X(f_0)$$f_0$

Vì vậy, hãy quay trở lại định nghĩa DC. Chúng ta có thể nói rằng tín hiệu là DC nếu "hầu hết các thành phần của nó ở tần số rất thấp". Điều đó tốt hơn "nó không bao giờ thay đổi", có các thành phần tần số thấp thực sự có thể xảy ra. Đó không phải là một định nghĩa chính xác nhưng bây giờ hãy xem nó như bây giờ.

Còn sóng vuông của bạn thì sao? Chúng ta hãy xem sơ đồ của các thành phần tần số sóng vuông (còn gọi là phổ):

(nguồn: wikipedia )
Đó là sóng vuông 1kHz: như bạn có thể thấy hàm được vẽ rất cao ở mức 1kHz, nhưng cũng ở 3, 5 và cứ thế ... Và (tin tôi đi) chiều cao của các đỉnh giảm xuống 1 / f, thật là chậm . Và xin lưu ý rằng tôi đã không đưa ra bất kỳ giả định nào về việc sóng có đi hay không dưới 0.

Vì vậy, sóng vuông của bạn là rất xa, rất xa là DC.

Bây giờ đến câu hỏi thứ hai của bạn: đó là một câu hỏi hoàn toàn khác. Nếu và chỉ khi biên độ sóng vuông của bạn rất nhỏ so với các tín hiệu khác bạn có xung quanh thì bạn có thể nói "hãy giả vờ như nó không ở đó". Nhưng đó không phải là trường hợp của bạn, sóng vuông của bạn là tín hiệu bạn muốn khuếch đại. Và khi bạn vừa học được rằng đó hoàn toàn không phải là DC ... Tốt hơn hết bạn nên xem xét kỹ thông số kỹ thuật của op amp mà bạn sẽ chọn sau đó.

"Câu trả lời" là nó phụ thuộc vào ý nghĩa của DC.

Tôi tin rằng an toàn khi nói rằng, đối với hầu hết, "DC" không còn là viết tắt của Dòng điện trực tiếp , được định nghĩa là dòng điện không thay thế theo hướng trái ngược với Dòng điện xoay chiều .

Trong hầu hết các bối cảnh, "DC" là từ đồng nghĩa với hằng số . Ví dụ, nguồn cấp điện 5 VDC (tốt) tạo ra hằng số 5V (nhiều hơn hoặc ít hơn) và không, ví dụ, điện áp thay đổi nhưng dương.

Một ví dụ khác là "thành phần DC" của tín hiệu có nghĩa là trung bình thời gian (không đổi) của tín hiệu.

Một ví dụ khác là "giải pháp DC" cho mạch điện; giải pháp cho tất cả các điện áp và dòng điện là không đổi .

Tuy nhiên, trong một số trường hợp, "DC" được sử dụng có nghĩa là không xen kẽ hoặc không hướng, chẳng hạn như đầu ra không được lọc của bộ chỉnh lưu đôi khi được gọi là DC xung .

Vì vậy, theo nghĩa thứ nhất, sóng vuông của bạn không phải là DC vì nó không phải là hằng số .

Nhưng, theo nghĩa thứ hai, sóng vuông của bạn là DC vì nó không xen kẽ .

Nếu bạn thực hiện xấp xỉ DC khi phân tích mạch với đầu vào sóng vuông, bạn sẽ thiếu một phần đáng kể của phản hồi. Do đó, bạn không nên đưa ra các giả định DC. Nếu nó giúp bạn nghĩ về sóng vuông là AC, thì nó sẽ giúp bạn. Tôi đề nghị hữu ích hơn khi nghĩ về lý do tại sao bạn cố gắng đặt tín hiệu vào ngăn kéo ngay từ đầu và điều đó sẽ giúp tạo ra câu trả lời.

negative có liên quan đến một tài liệu tham khảo.

Nếu bạn chuyển tham chiếu của mình sang 2.5V, bạn sẽ có dòng điện xoay chiều -2,5 / + 2,5.

Xem một lần xả pin theo thời gian, nó là một sự phân rã theo cấp số nhân.

Đợi lâu hơn nữa, tất cả các tiềm năng trong vũ trụ tiếp cận bằng không.

Nếu chu kỳ CPU bằng một giây , thì sóng vuông 60Hz của bạn sẽ xuất hiện ở mức 5V trong khoảng 20 năm.

... nhưng thực sự, những gì Vladimir nói.

Một sóng vuông vẫn còn trên mặt phẳng dương là một nguồn cung cấp DC chuyển đổi giữa bật và tắt, 0v dc toàn điện áp dc

Điện áp xoay chiều vượt quá 0v đến mặt phẳng âm bạn có dòng điện xoay chiều 0v, điện áp đầy đủ dương 0v và điện áp đầy đủ âm trở về 0v một sóng ac hoàn chỉnh có thể được điều chỉnh thành sóng hình sin hoàn toàn thường được gọi là sóng hình sin.

Bạn cũng có các dạng ac khác gần giống như sóng vuông mà bạn đã đề cập trước đó bao giờ nó chuyển sang điện áp đầy đủ +, thẳng đến điện áp đầy đủ - và trở lại điện áp đầy đủ, sự khác biệt là thời gian cần thiết để có được từ đầy đủ đến 0v khi so sánh với sóng hình sin lần này được gọi là tần số đo bằng hertz là chu kỳ trên giây. Ở nước tôi, tần số hoạt động bình thường của chúng tôi là 50hz hoặc 50 chu kỳ hoàn chỉnh trong một giây nhất định. Một lần nữa 0v đến + thành 0v thành - trở lại 0v

Một phương pháp để hiển thị những gì đang xảy ra và cung cấp cho bạn cái nhìn trực quan về những gì đang xảy ra bằng cách hiển thị một sóng hình sin sẽ là sử dụng máy hiện sóng.