Làm thế nào để bạn thay đổi một sóng vuông xuống?

Tôi có một sóng vuông oscilates ở 25khz từ 0 đến 30v. Tôi muốn nó dao động từ -15v đến + 15v. Có một mạch SUPER DUPER SIMPLE để làm điều này? Hãy nhớ rằng nó sẽ lên và xuống ở 25khz.

Đây là mạch. Sóng vuông tôi muốn dịch chuyển sẽ đi vào PiezoSpeaker ở phía dưới bên phải của mạch.

Làm thế nào để bạn thay đổi một sóng vuông xuống?

Chỉ cần một RC sẽ làm điều đó: -

Nếu được cung cấp với sóng hình sin (để thuận tiện cho hình ảnh đính kèm), nó sẽ tái tạo sóng hình sin ở đầu ra nhưng với mức DC được loại bỏ do đó duy trì biên độ đỉnh-đỉnh chính xác. Đây là những gì xảy ra trong một vài chu kỳ đầu tiên khi mức DC được loại bỏ: -

Nó sẽ hoạt động theo cách tương tự như sóng vuông (DC hoặc giá trị trung bình = 15 V sẽ bị xóa), nhưng, hãy đảm bảo rằng 2 RC << hơn 40 chúng tôi để đảm bảo điều sau không xảy ra: -$\pi$

Nếu C = 10 uF và R = 1 kohm, tần số cắt sẽ là 15,9 hertz và cách xa gây ra sự cố rớt xuống như đã thấy ở trên.

Tuy nhiên, nếu trên thực tế bạn có sóng vuông không chu kỳ 50:50, bạn có thể cần một mạch phức tạp hơn vì mức DC sẽ không ở giữa điểm của dạng sóng.

Mặt khác, nếu bạn đang lái một bộ chuyển đổi piezo đơn giản, tại sao lại phải chuyển nó sang mức tích cực và tiêu cực như nhau - nó hoàn toàn là điện dung và nó không quan tâm như vậy, một mạch thực sự đơn giản trở thành "một sợi dây".

Có một số tùy chọn đơn giản.

1. Op-amp đường sắt

   Nếu bạn có op-amp đường sắt-ray, có thể thực hiện bằng bốn điện trở như sau:

   

   Điều này sẽ phân chia tín hiệu xuống 0-15V, nằm trong phạm vi cung cấp của op-amp, và sau đó so sánh nó với một nửa của 15V (nên là trung điểm mới). Không có phản hồi tiêu cực có nghĩa là đầu ra sẽ là một trong những đường ray cung cấp. Nếu bạn cung cấp +/- 15V cho op-amp, điều này sẽ tạo ra tín hiệu +/- 15V.

2. Transif cấp Shifter

   Tùy chọn thứ hai là sử dụng bộ chuyển đổi mức bóng bán dẫn / điện trở PMOS theo sau là biến tần CMOS để điều chỉnh đảo ngược. Bạn cần chắc chắn rằng các bóng bán dẫn hài lòng với 30V + trên Vds, và cả Vss. Điều này là khá cao đối với MOSFET, nhưng bạn có thể nhận được 40V, vì vậy không thể tìm thấy.

   

3. Khớp nối AC

   Nếu tín hiệu của bạn là dạng sóng liên tục, bạn có thể sử dụng một cặp AC và mạch rebias đơn giản - chỉ bao gồm một tụ điện và hai điện trở như sau:

   

   Các tụ điện hoạt động như một bộ lọc thông cao loại bỏ sai lệch DC. Bạn phải cẩn thận tuy nhiên rằng tụ điện được đánh giá ít nhất 45V. Ngoài ra nếu bạn sử dụng một tụ điện phân cực, hãy chắc chắn rằng cực dương đi đến tín hiệu đầu vào vì đó sẽ luôn có tiềm năng cao hơn.

   Nhược điểm của phương pháp này là nếu tín hiệu của bạn biến mất, đầu ra sẽ nổi đến nguồn cung cấp giữa (0V), điều này có thể hoặc không ổn đối với bất cứ điều gì bạn đang kết nối.

   Ngoài ra, một diode zener 30V được yêu cầu ở đầu ra để ngăn nó tăng lên 30V trong suốt thời gian ban đầu (trong khi tụ có hiệu quả "đo" độ lệch DC của tín hiệu đầu vào). Bạn có thể thấy từ các dạng sóng mô phỏng như thế nào thoáng qua ban đầu với diode zener tại chỗ (dấu vết trên cùng) và không có (dấu vết dưới cùng). Chú ý làm thế nào mà không có tín hiệu 30V ban đầu.

Một mạch đơn giản sử dụng một vài BJT sứa:

Nó sẽ không nhận được khá nhiều đường ray, có thể +/- 14V với đường ray 15V, tùy thuộc vào tải.

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Không ồn ào, không có quá trình khởi động, không thể vượt ra ngoài đường ray, nó sẽ chỉ hoạt động.

Chỉnh sửa: Nếu bạn thực sự chỉ quan tâm đến việc loại bỏ sai lệch DC trên piezo, chỉ cần thêm một tụ điện nối tiếp như gốm 1uF và điện trở, giả sử, 100K trên piezo.