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交流信號(hào)可由多種信號(hào)源產(chǎn)生，其中不少信號(hào)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(hào)，因?yàn)殡娙蓠詈夏転V除直流分置電平。但是電容耦合有時(shí)不適用，這是因?yàn)楸获詈系男盘?hào)電壓在地電平上下擺動(dòng)，所以必須增加直流偏置，以使被耦合的信號(hào)與接口電壓兼容。此外，被耦合的信號(hào)所含的直流電壓分量VDC隨脈沖寬度變化而變化。當(dāng)被耦合的信號(hào)振幅較大時(shí)，這種直流變化會(huì)對(duì)接口電壓產(chǎn)生干擾。本電路能測(cè)量直流偏置，對(duì)電容耦合的信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償，并增加直流電平調(diào)節(jié)功能，從而能實(shí)現(xiàn)信號(hào)接口 (圖1)。R1和C2構(gòu)成低通濾波器(f3dB=0.312 Hz)，用以測(cè)量輸入信號(hào)的直流分量。其轉(zhuǎn)移方程如下： 當(dāng)R1+R2=R3和RF=RG時(shí)，VDC就轉(zhuǎn)移至輸出信號(hào)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(hào)的電平就被移位了VREF，而不是VREF加上VDC。當(dāng)輸入信號(hào)的占空比變化，而不是輸出電壓隨占空比變化時(shí)，運(yùn)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(fù)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(gòu)成的時(shí)間常數(shù)必須足夠大，以便使最低頻率信號(hào)能夠無失真地通過。只要運(yùn)算放大器能驅(qū)動(dòng)R4而不損失過多信號(hào)振幅，對(duì)R4的阻值沒有嚴(yán)格要求。在有些情況下，可以將R4的阻值設(shè)為消除近端反射所需的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)阻抗。本電路可以按照配置情況方便地耦合400MHz數(shù)據(jù)，但是數(shù)據(jù)率取決于由R4和被驅(qū)動(dòng)電路輸入阻抗所構(gòu)成的時(shí)間常數(shù)。 圖1 本電路是一種通用的交流信號(hào)電平移位器；它符合任何一種接口標(biāo)準(zhǔn)。 |
