Comment décaler une onde carrée vers le bas?

J'ai une onde carrée les oscillations à 25khz de 0 à 30v. Je voudrais qu'il oscille de -15v à + 15v. Existe-t-il un circuit SUPER DUPER SIMPLE pour ce faire? Gardez à l'esprit qu'il monte et descend à 25 kHz.

Voici le circuit. L'onde carrée que je veux déplacer va dans le PiezoSpeaker en bas à droite du circuit.

Comment décaler une onde carrée vers le bas?

Seul un RC le fera: -

S'il est alimenté par une onde sinusoïdale (pour la commodité de l'image ci-jointe), il reproduira l'onde sinusoïdale à la sortie mais avec le niveau DC supprimé, maintenant ainsi l'amplitude crête à crête correcte. Voici ce qui se passe dans les premiers cycles lorsque le niveau DC est supprimé: -

Cela fonctionnera de la même manière qu'une onde carrée (DC ou la valeur moyenne = 15 V sera supprimée) mais, veuillez vous assurer que 2 RC << que 40 us pour garantir que ce qui suit ne se produit pas: -$\pi$

Si C = 10 uF et R = 1 kohm, la fréquence de coupure sera de 15,9 hertz et à des kilomètres de provoquer le problème d'affaissement vu ci-dessus.

Cependant, si vous avez en fait une onde carrée de rapport cyclique non 50:50, vous aurez peut-être besoin d'un circuit plus complexe car le niveau DC ne sera pas au milieu de la forme d'onde.

D'un autre côté, si vous conduisez un simple transducteur piézo, pourquoi prendre la peine de le déplacer à des niveaux positifs et négatifs égaux - il est purement capacitif et cela ne le dérange pas, un circuit vraiment simple devient "un fil".

Il existe plusieurs options simples.

1. Ampli-op rail à rail

   Si vous avez un ampli-op rail à rail, cela peut être fait en utilisant quatre résistances comme suit:

   

   Cela divisera le signal à 0-15V qui se situe dans la plage de l'alimentation de l'ampli-op, puis le compare à la moitié de 15V (qui devrait être le nouveau point médian). Il n'y a pas de rétroaction négative, ce qui signifie que la sortie sera l'un des rails d'alimentation. Si vous fournissez +/- 15V à l'ampli-op, cela produira un signal de +/- 15V.

2. Décaleur de niveau de transistor

   Une deuxième option consiste à utiliser un transistor PMOS / shifter de niveau de résistance suivi d'un inverseur CMOS pour corriger l'inversion. Vous devez vous assurer que les transistors sont satisfaits du 30V + sur le Vds et également du Vgs. C'est assez élevé pour les MOSFET, mais vous pouvez en obtenir de nominaux 40V, donc pas impossible à trouver.

   

3. Couplage AC

   Si votre signal est une forme d'onde continue, vous pouvez utiliser un simple couple AC et un circuit de rebias - qui se compose uniquement d'un condensateur et de deux résistances comme suit:

   

   Le condensateur agit comme un filtre passe-haut qui supprime la polarisation CC. Vous devez cependant faire attention à ce que le condensateur soit conçu pour au moins 45V. De plus, si vous utilisez un condensateur polarisé, assurez-vous que la borne positive va au signal d'entrée car ce sera toujours le potentiel le plus élevé.

   L'inconvénient de cette approche est que si votre signal disparaît, la sortie flottera à la source moyenne (0 V), ce qui peut ou non convenir à tout ce que vous connectez.

   De plus, une diode zener de 30 V est requise sur la sortie pour l'empêcher de monter à 30 V pendant le transitoire initial (tandis que le condensateur «mesure» efficacement le décalage CC du signal d'entrée). Vous pouvez voir à partir des formes d'onde de simulation à quoi ressemble le transitoire initial avec la diode zener en place (trace du haut) et sans (trace du bas). Remarquez comment sans vous obtenez un signal 30V au départ.

Un circuit simple utilisant quelques BJT jellybean:

Il n'atteindra pas tout à fait les rails, peut-être +/- 14V avec des rails 15V, selon la charge.

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Pas de chichi, pas de transitoires de démarrage, ne peut pas aller au-delà des rails, cela fonctionnera simplement.

Edit: Si vous ne voulez vraiment supprimer que la polarisation CC du piézo, ajoutez simplement un condensateur série tel qu'une céramique 1uF et une résistance de, disons, 100K à travers le piézo.