方形波をどのようにシフトダウンしますか？

私は方形波を25kHzで0から30vまで振動させています。-15vから+ 15vまで振動させたい。これを行うためのSUPER DUPER SIMPLE回路はありますか？25kHzで上下することに注意してください。

これが回路です。シフトしたい方形波は、回路の右下にあるPiezoSpeakerに入ります。

方形波をどのようにシフトダウンしますか？

ちょうどRCがそれを行います：-

正弦波が供給されている場合（添付の図の便宜上）、出力で正弦波を再現しますが、DCレベルが削除されているため、正しいピーク間振幅が維持されます。DCレベルが削除されると、最初の数サイクルで何が起こるかを次に示します。-

$\pi$

C = 10 uFおよびR = 1 kohmの場合、カットオフ周波数は15.9ヘルツであり、上記の垂下問題の原因から数マイル離れています。

ただし、実際に50:50以外のデューティサイクルの方形波を使用している場合は、DCレベルが波形の中間点にないため、より複雑な回路が必要になることがあります。

一方、単純なピエゾトランスデューサーを駆動している場合、なぜそれを正と負のレベルに等しくシフトする必要があるのか​​-それは純粋に容量性であり、気にしないので、本当に単純な回路は「ワイヤー」になります。

いくつかの単純なオプションがあります。

1. レールツーレールオペアンプ

   レイルトゥレイルオペアンプがある場合、これは次のように4つの抵抗を使用して行うことができます。

   

   これは、信号をオペアンプの電源の範囲内にある0〜15Vに分割し、15Vの半分（新しい中点である必要があります）と比較します。負のフィードバックはないため、出力はどちらかの電源レールになります。オペアンプに+/- 15Vを供給すると、+ /-15V信号が出力されます。

2. トランジスターレベルシフター

   2番目のオプションは、反転を修正するために、PMOSトランジスター/抵抗器レベルシフター、続いてCMOSインバーターを使用することです。トランジスタがVdsおよびVgsの30V +に満足していることを確認する必要があります。これはMOSFETの場合はかなり高いですが、40V定格のものを入手できるので、見つけるのは不可能ではありません。

   

3. ACカップリング

   信号が連続波形の場合、次のようにコンデンサと2つの抵抗だけで構成される単純なAC結合とリバイアス回路を使用できます。

   

   コンデンサは、DCバイアスを除去するハイパスフィルターとして機能します。ただし、コンデンサの定格が少なくとも45Vであることに注意する必要があります。また、有極コンデンサを使用する場合は、正の端子が入力信号に接続されていることを確認してください。これは常に高い電位になるためです。

   このアプローチの欠点は、信号が消えてしまうと、出力が中間電源（0V）にフロートし、接続しているものに問題がない場合とそうでない場合があります。

   さらに、30Vのツェナーダイオードが出力に必要です。これにより、初期過渡時に30Vに上昇しないようにします（コンデンサーが入力信号のDCオフセットを効果的に「測定」する間）。シミュレーション波形から、ツェナーダイオードを配置した場合（上のトレース）と配置しない場合（下のトレース）の初期過渡状態がどのように見えるかを確認できます。最初に30V信号を取得しないことに注意してください。

いくつかのジェリービーンBJTを使用した簡単な回路：

負荷にもよりますが、15Vレールでは+/- 14Vになる可能性があります。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

騒ぎも、起動時の過渡現象も、レールを超えることはできません。単に機能します。

編集：ピエゾのDCバイアスを削除することにのみ関心がある場合は、1uFセラミックなどの直列コンデンサと、たとえばピエゾに100Kの抵抗を追加します。