В обработке сигналов при описании периодической функции во временной области смещение постоянного тока , компонент постоянного тока , смещение постоянного тока или коэффициент постоянного тока являются средним значением формы волны . Форма волны с нулевым средним значением или без смещения постоянного тока известна как сбалансированная по постоянному току или свободная от постоянного тока форма волны. [1]
Термин возник в электронике, где DC относится к постоянному напряжению тока. Напротив, различные другие частоты, отличные от DC, аналогичны наложенным переменным токам (AC) напряжениям или токам, поэтому называются компонентами переменного тока или коэффициентами переменного тока .
При проектировании схем электронных усилителей каждое активное устройство имеет смещение для установки своей рабочей точки , установившегося тока и напряжения на устройстве при отсутствии сигнала. Например, при смещении биполярного транзистора сеть резисторов используется для подачи небольшого количества постоянного тока на базовый вывод транзистора. Сигнал переменного тока подается на тот же вывод и усиливается. Сеть смещения предназначена для сохранения приложенного сигнала переменного тока. Аналогично, усилители, использующие полевые транзисторы или вакуумные лампы, также имеют цепи смещения. Рабочая точка усилителя в значительной степени влияет на его характеристики искажения и эффективности; классы усилителей мощности различаются по рабочей точке, установленной смещением постоянного тока.
Смещение постоянного тока обычно нежелательно, когда оно вызывает ограничение или другие нежелательные изменения в рабочей точке усилителя. Электрическое смещение постоянного тока не будет проходить через трансформатор или конденсатор ; таким образом, простой изолирующий трансформатор или последовательно соединенный конденсатор могут быть использованы для его блокировки или удаления, оставляя только компонент переменного тока на другой стороне. В терминах обработки сигнала смещение постоянного тока может быть уменьшено в реальном времени с помощью фильтра верхних частот . Для сохраненных цифровых сигналов вычитание средней амплитуды из каждого образца удалит смещение. Очень низкие частоты могут выглядеть как смещение постоянного тока, но называются «медленно изменяющимся постоянным током» или «дрейфом базовой линии».
Сигналы, сбалансированные по постоянному току, используются в системах связи для предотвращения ошибок битов при прохождении через цепи с емкостной связью или трансформаторы . Ошибки битов могут возникать, когда серия единиц создает уровень постоянного тока, который заряжает конденсатор связи, неправильно понижая входной сигнал до уровня 0. Чтобы избежать таких ошибок битов, большинство линейных кодов разработаны для создания сигналов, сбалансированных по постоянному току. Наиболее распространенными классами линейных кодов, сбалансированных по постоянному току, являются коды с постоянным весом и коды с парной разницей .
В аудиозаписи смещение постоянного тока является нежелательной характеристикой. Оно происходит при захвате звука, до того, как он достигает записывающего устройства, и обычно вызывается неисправным или некачественным оборудованием. Оно приводит к смещению центра записываемой формы волны, что может вызвать две основные проблемы. Либо самые громкие части сигнала будут преждевременно обрезаны, поскольку основание формы волны было перемещено вверх, либо возникнут неслышимые низкочастотные искажения. Низкочастотные искажения могут быть неслышимы в исходной записи, но если форма волны повторно сэмплируется в сжатый или потеряющий цифровой формат, такой как MP3, эти искажения могут стать слышимыми. [2]
В ранних магнитофонах для уменьшения искажений использовалось смещение ленты постоянным током .
Смещение постоянного тока применяется к управляющей сетке электронных ламп в усилителях мощности для регулирования мощности. [3]
На генераторе, управляемом напряжением (ГУН), например, в радиопередатчике , выбор центральной частоты несущей волны осуществляется с помощью смещения постоянного тока. Для частотной модуляции (ЧМ) компонент переменного тока представляет собой звуковой сигнал основной полосы плюс любые поднесущие . Частотная манипуляция может быть выполнена исключительно путем изменения смещения постоянного тока.
Эта концепция была распространена на любое представление формы волны и на двумерные преобразования, такие как дискретное косинусное преобразование, используемое в JPEG .
DC -balanced или DC-free коды, как их часто называют, имеют долгую историю, и их применение, безусловно, не ограничивается практикой записи.
