¿Cómo cambiar el nivel de una señal analógica?

Tengo una señal de entrada sinusoidal (con una oscilación de aproximadamente 100 mV) centrada alrededor de 100 mV (CC). Esta señal debe enviarse a un inversor CMOS. Para esto, necesito cambiar el nivel de mi señal alrededor del voltaje de umbral del inversor. Necesito un esquema de nivel de transistor que haga exactamente eso: cambiar el nivel de mi señal de entrada sinusoidal alrededor del umbral del inversor, preferiblemente con algún tipo de retroalimentación para lidiar con las variaciones de voltaje del umbral del inversor CMOS (es decir, un circuito que cambia la señal alrededor del umbral del inversor , incluso si ese valor de voltaje de umbral cambia).

Es posible ? ¿Alguna idea de cómo podría hacerse esto?

¿Quieres convertir el seno en una onda cuadrada usando el inversor? Si es así, utilice un circuito comparador.
¿Qué tipo de inversor estás usando? ¿Es una puerta CMOS o un amplificador operacional o qué?
@Dwayne Reid: el inversor es una puerta CMOS simple. @ Andy: es más o menos lo que estoy tratando de construir, pero en cualquier caso, primero necesito centrar mi señal de entrada alrededor del voltaje umbral del inversor o el compactador, creo; No ?
El objetivo de un comparador (como un LM339) es que puede colocar el umbral de conmutación en cualquier lugar del rango operativo y obtener una señal de salida digital. Entonces, si su señal oscila alrededor de 100 mv, coloque su umbral en 100 mv (use el divisor de resistencia para crear esta referencia) y la salida oscilará en niveles digitales adecuados para conectarse a cualquier dispositivo digital estándar.

Respuestas (3)

Hay una técnica antigua que vi hace muchos años que parece ser aplicable a su situación.

Por lo que parece, está utilizando un inversor CMOS lineal como amplificador. Digo "lineal" en lugar de Schmitt Trigger. Tenga en cuenta que estos deben ser inversores sin búfer como CD4069UB. El sufijo "UB" indica sin búfer.

El problema es que necesita sesgar su señal de entrada justo en el centro de la región lineal del inversor. Este voltaje suele ser diferente para inversores de diferentes fabricantes y, a menudo, es diferente para inversores incluso del mismo fabricante.

Hay una solución sencilla. Simplemente use un inversor de ese paquete para establecer ese punto de polarización.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

La sección superior es un amplificador lineal clásico que utiliza un inversor CMOS sin búfer. Observe cómo la retroalimentación establece el punto de polarización del inversor justo en el medio de la región lineal.

Usamos el mismo principio para generar un punto de polarización para las secciones del inversor que desea usar como comparadores. Tenga en cuenta que en realidad no son comparadores, pero funcionan de la misma manera: alimenta su señal a un amplificador que funciona en bucle abierto (sin retroalimentación) para cuadrar la señal.

El inversor inferior simplemente tiene su entrada vinculada a su salida. Esto obliga a que la salida se centre en el medio de la región lineal. Tenga en cuenta que este es un nodo de impedancia relativamente baja.

Luego toma ese voltaje y lo usa para sesgar las entradas de las etapas del comparador a ese mismo voltaje.

Esto funciona muy bien porque todas las etapas del inversor en cualquier paquete dado coinciden muy de cerca.

Un paquete de inversor estándar tiene 6 inversores. Usaría un inversor de cada paquete para generar el voltaje de polarización para los 5 inversores restantes en ese paquete. NO debe usar ese voltaje para establecer la polarización de los inversores en un paquete diferente porque el punto de polarización puede ser diferente.

Puede probar un condensador de bloqueo simple con una resistencia variable para 'volver a agregar' un nivel de CC.

El condensador C1 elimina el nivel de CC de la señal y pasa solo la CA (sinusoide) al limpiador de VR1 formando un filtro de paso alto. Al variar la posición del limpiaparabrisas, puede establecer el nuevo nivel de CC entre O y +V. Los valores deben elegirse para que sean apropiados para la frecuencia de la señal.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Gracias, consideré esta opción, pero solo me permite centrar mi señal en torno a un cierto nivel de CC que no es necesariamente el voltaje de umbral de mi inversor. ¿Qué pasa si en 1 circuito, este umbral es igual a 0,4 V, y en otro, 0,5 V? Tendría que ajustar manual y tediosamente el valor de la resistencia para cada circuito individual...

Hay un par de maneras en que puedo pensar en abordar ese problema:

1) ¿La señal de entrada siempre tiene la misma amplitud y siempre está presente? ¿Importa si la salida del inversor oscila a baja frecuencia sin señal presente?

Si es así, una manera muy fácil es usar un inversor disparador Schmidt (p. ej., 74HC14) acoplar la señal de entrada con un condensador y tener una resistencia de retroalimentación desde la salida del inversor hasta su entrada; luego, centrará automáticamente la compensación en el umbral. nivel sin ajuste.

2) Para algo un poco más general, primero amplifique la señal de 100 mV a algo así como 1-2 V y luego acople la CA al disparador Schmidt con una polarización fija. Con el voltaje de señal más grande, no importará si el voltaje de umbral del inversor cambia de unidad a unidad. Para una precisión aún mayor, utilice un comparador en lugar de un inversor.

kevin

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