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交流信號電平移位電路

發布時間:2010-7-12 14:37    發布者:zealot
關鍵詞: 電平移位 , 交流信號
交流信號可由多種信號源產生,其中不少信號源與諸如TTL等最常用的接口電壓不兼容。人們通常使用電容來耦合AC信號,因為電容耦合能濾除直流分置電平。但是電容耦合有時不適用,這是因為被耦合的信號電壓在地電平上下擺動,所以必須增加直流偏置,以使被耦合的信號與接口電壓兼容。此外,被耦合的信號所含的直流電壓分量VDC隨脈沖寬度變化而變化。當被耦合的信號振幅較大時,這種直流變化會對接口電壓產生干擾。本電路能測量直流偏置,對電容耦合的信號進行相應補償,并增加直流電平調節功能,從而能實現信號接口 (圖1)。R1和C2構成低通濾波器(f3dB=0.312 Hz),用以測量輸入信號的直流分量。其轉移方程如下:



當R1+R2=R3和RF=RG時,VDC就轉移至輸出信號VA,這是由于VDC被乘以1/2(2)=1,即增益為1。相同電阻值的輸出電壓包含了VREF;這樣,輸出信號的電平就被移位了VREF,而不是VREF加上VDC。當輸入信號的占空比變化,而不是輸出電壓隨占空比變化時,運算放大器使輸出電壓電平保持恒定不變。VDC的增益必定為1,以便抵消交流耦合后的電壓漂移。參考電壓的增益可能大于1。例如,若R1+R2=3R3和RF=3RG,則直流分量為1/4(4)=1,而參考電壓增益為3/4(4)=3。VREF可能為正電壓也可能為負電壓,因此可以用本電路來獲得TTL、CMOS或ECL邏輯電平。C1和R4構成的時間常數必須足夠大,以便使最低頻率信號能夠無失真地通過。只要運算放大器能驅動R4而不損失過多信號振幅,對R4的阻值沒有嚴格要求。在有些情況下,可以將R4的阻值設為消除近端反射所需的驅動點阻抗。本電路可以按照配置情況方便地耦合400MHz數據,但是數據率取決于由R4和被驅動電路輸入阻抗所構成的時間常數。



圖1  本電路是一種通用的交流信號電平移位器;它符合任何一種接口標準。
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