Bagaimana Anda menggeser gelombang persegi ke bawah?

10

Saya memiliki gelombang persegi yang berosilasi pada 25khz dari 0 hingga 30v. Saya ingin berosilasi dari -15v ke + 15v. Apakah ada sirkuit SUPER DUPER SIMPLE untuk melakukan ini? Perlu diingat naik dan turun di 25khz.

Inilah sirkuitnya. Gelombang persegi yang ingin saya ubah akan menuju PiezoSpeaker di kanan bawah sirkuit.

level-shifting waveform square

— Curtis
sumber

Rel pasokan apa yang Anda miliki?

— Tom Carpenter

6

Sebuah kapasitor 10 uF tunggal dalam seri harus melakukan trik. Untuk apa gelombang persegi terhubung?

— tomnexus

3

Tidak yakin mengapa seseorang memilih untuk menutup ini - ini tentang desain sirkuit bukan pembelian.

— Tom Carpenter

2

Telah mencari kopling gelombang persegi sepanjang hari ;-)

— Scott Seidman

1

Anda tidak perlu membatalkan bias pembicara piezo

— repurposer

10

Bagaimana Anda menggeser gelombang persegi ke bawah?

Hanya RC yang akan melakukannya: -

Jika diumpankan dengan gelombang sinus (untuk kenyamanan gambar terlampir), itu akan mereproduksi gelombang sinus pada output tetapi dengan tingkat DC dihapus sehingga mempertahankan amplitudo puncak-ke-puncak yang benar. Inilah yang terjadi dalam beberapa siklus pertama ketika level DC dihapus: -

Ini akan bekerja dengan cara yang sama seperti gelombang persegi (DC atau nilai rata-rata = 15 V akan dihapus) tetapi, harap pastikan bahwa 2 RC << dari 40 kami untuk memastikan yang berikut tidak terjadi: - $\pi$

Jika C = 10 uF dan R = 1 kohm, frekuensi cut-off akan 15,9 hertz dan mil jauhnya dari menyebabkan masalah droop yang terlihat di atas.

Namun, jika Anda sebenarnya memiliki gelombang persegi siklus tugas non 50:50, Anda mungkin memerlukan sirkuit yang lebih kompleks karena level DC tidak akan berada di titik tengah gelombang.

Di sisi lain, jika Anda mengendarai transduser piezo sederhana, mengapa repot-repot menggesernya ke level positif dan negatif yang sama - ini murni kapasitif dan tidak akan peduli, sirkuit yang sangat sederhana menjadi "kabel".

— Andy alias
sumber

Luar biasa. Hanya sebuah kapasitor dan sebuah resistor. SANGAT sederhana dan berfungsi dengan sempurna !!

— Curtis

18

Ada beberapa opsi sederhana.

Rel-ke-rel op-amp

Jika Anda memiliki op-amp rail-to-rail, ini dapat dilakukan dengan menggunakan empat resistor sebagai berikut:

Ini akan membagi sinyal ke 0-15V yang berada dalam kisaran pasokan op-amp, dan kemudian membandingkannya dengan setengah dari 15V (yang seharusnya menjadi titik tengah baru). Tidak ada umpan balik negatif yang berarti output akan menjadi salah satu dari rel pasokan. Jika Anda memasok +/- 15V ke op-amp, ini akan menghasilkan sinyal +/- 15V.
Shifter Tingkat Transistor

Pilihan kedua adalah menggunakan PMOS transistor / level shifter resistor diikuti oleh CMOS inverter untuk memperbaiki inversi. Anda perlu memastikan transistor puas dengan 30V + pada VDS, dan juga Vgs. Ini cukup tinggi untuk MOSFET, tetapi Anda bisa mendapatkan nilai 40V, jadi tidak mustahil untuk menemukannya.
Kopling AC

Jika sinyal Anda adalah bentuk gelombang kontinu, Anda dapat menggunakan pasangan AC sederhana dan sirkuit rebias - yang hanya terdiri dari kapasitor dan dua resistor sebagai berikut:

Kapasitor bertindak sebagai filter lintasan tinggi yang menghilangkan bias DC. Anda harus hati-hati namun kapasitor diberi peringkat setidaknya 45V. Juga jika Anda menggunakan kapasitor terpolarisasi, pastikan terminal positif pergi ke sinyal input karena akan selalu menjadi potensi yang lebih tinggi.

Kelemahan dari pendekatan ini adalah bahwa jika sinyal Anda hilang, output akan mengambang ke mid supply (0V) yang mungkin atau mungkin tidak baik untuk apa pun yang Anda hubungkan.

Selain itu, dioda zener 30V diperlukan pada output untuk mencegahnya naik ke 30V selama transien awal (sementara kapasitor secara efektif "mengukur" offset DC dari sinyal input). Anda dapat melihat dari gelombang simulasi bagaimana transien awal terlihat dengan dioda zener di tempat (jejak atas) dan tanpa (jejak bawah). Perhatikan bagaimana tanpa Anda mendapatkan sinyal 30V pada awalnya.

— Tom Carpenter
sumber

Jika saya boleh bertanya, perangkat lunak apa yang Anda gunakan untuk mensimulasikan ini?

— nshct

@nshct Google Java Circuit Simulator, itu akan muncul sebagai hasil pertama (yang falstad)

— Tom Carpenter

Saya suka falstad. Sangat berguna untuk sirkuit kecil. Anda dapat mengedit DALAM WAKTU NYATA.

— jbord39

4

Sirkuit sederhana menggunakan beberapa BJT jellybean:

Itu tidak akan cukup untuk rel, mungkin +/- 14V dengan 15V rel, tergantung pada beban.

skema

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Tanpa kerepotan, tidak ada transien startup, tidak bisa melampaui pagar, itu hanya akan berfungsi.

Sunting: Jika Anda benar-benar hanya peduli dengan menghapus bias DC pada piezo, cukup tambahkan kapasitor seri seperti keramik 1uF dan resistor, katakanlah, 100K melintasi piezo.

— Spehro Pefhany
sumber