信号のDCオフセットの変更

0 Vと5 Vの間で発振する波形ジェネレーターから方形波が生成されています。ジェネレーターは負のDCオフセットをサポートしていません。0 V値を中心とするようにこの信号をシフトダウンする必要があります。つまり、-2.5 Vと2.5 Vの間で振動します（AC結合？）。

これを行う方法は何ですか？

（私が貿易でソフトウェアエンジニアである用語を台無しにしたら私を許してください。）

必要なのは、負のオフセットを供給せずに、DCオフセットをすべて一緒に削除することです。これはAC結合として知られています。直列コンデンサを介して方形波発生器の出力を実行する場合、必要なことを行う必要があります。ただし、これにより、方形波の方形波が少なくなります。

以下に回路例を示します。

出力は次のようになります（緑のトレース=ジェネレーター出力、青のトレース=抵抗器間の電圧）：

コンデンサは理想的ではないため、おそらくわずかな電圧損失が発生します（つまり、ピークが+/- 2.5Vより少し小さくなります）が、適切な値のコンデンサを取得すれば、かなり良好な方形波出力を取得できます。実験して確認する必要があります。通常、選択するコンデンサの値が大きいほど、ベンチトップ方形波発生器が出力している任意の周波数の出力波形が元の値に近くなります。

容量結合が提案されていますが、これには2つの大きな欠点があります。

1. あなたの信号はもはや方形波ではありません
2. デューティサイクルが50％の場合にのみ、信号の中心が0Vになります。デューティサイクルで遊ぶと、信号が上下するのがわかります。

優れた関数発生器には、信号のオフセットを設定するためのポットメーターがあります。これを自分で行う1つの方法は、抵抗電圧加算器を作成することです。信号とオフセット電圧をそれぞれ抵抗を介して追加ポイントに接続します。非常に簡単ですが、これにより信号の出力インピーダンスが変わります。より良い方法はこれを積極的に行うことです：

ここでは、信号とオフセットはそれぞれ、仮想グランドへの入力抵抗のみを参照するため、それぞれの応答は異なります。レベルは互いに影響しません。オペアンプは、出力インピーダンスを低くします。方形波の周波数に応じて、高速オペアンプ（高ゲイン帯域幅製品、GBPまたはGBW）が必要になる場合があります。
また、これにより信号が反転することに注意してください。

コンデンサを使用して負荷に結合できますが、負荷インピーダンスと静電容量に応じて、方形波のエッジからロールオフします。それが問題になる場合は、インピーダンスに合わせてバッファーアンプステージを追加できます。コンデンサは、あなたが探している期待のACカップルを与えます。

これは、LT Spice（無料）などのスパイスプログラムでシミュレートする簡単な回路です。内蔵オシロスコープを使用すると、周波数、静電容量、負荷インピーダンスが回路に与える影響を確認できます。