При обработке сигналов при описании периодической функции во временной области смещение постоянного тока , составляющая постоянного тока , смещение постоянного тока или коэффициент постоянного тока являются средним значением формы сигнала . Форма сигнала с нулевым средним значением или без смещения постоянного тока называется сигналом , сбалансированным по постоянному току или свободным от постоянного тока . [1]
Этот термин возник в электронике, где постоянный ток относится к напряжению постоянного тока . Напротив, различные другие частоты, не связанные с постоянным током, аналогичны наложенным напряжениям или токам переменного тока (AC), поэтому их называют компонентами переменного тока или коэффициентами переменного тока .
В конструкции 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 используется сеть резисторов для подачи небольшого количества постоянного тока на базовый вывод транзистора. Сигнал переменного тока подается на ту же клемму и усиливается. Сеть смещения предназначена для сохранения приложенного сигнала переменного тока. Точно так же усилители, использующие полевые транзисторы или электронные лампы, также имеют схемы смещения. Рабочая точка усилителя сильно влияет на его характеристики искажений и эффективность; Классы усилителей мощности различаются по рабочей точке, устанавливаемой смещением постоянного тока.
Смещение постоянного тока обычно нежелательно, если оно вызывает ограничение или другое нежелательное изменение рабочей точки усилителя. Электрическое смещение постоянного тока не пройдет через трансформатор или конденсатор ; таким образом, для его блокировки или удаления можно использовать простой изолирующий трансформатор или последовательно включенный конденсатор, оставляя на другой стороне только компонент переменного тока. С точки зрения обработки сигналов, смещение постоянного тока можно уменьшить в реальном времени с помощью фильтра верхних частот . Для сохраненных цифровых сигналов вычитание средней амплитуды из каждой выборки приведет к удалению смещения. Очень низкие частоты могут выглядеть как смещение постоянного тока, но их называют «медленно меняющимся постоянным током» или «блужданием базовой линии».
Сбалансированные по постоянному току сигналы используются в системах связи для предотвращения битовых ошибок при прохождении через цепи с емкостной связью или трансформаторы . Битовые ошибки могут возникнуть, когда серия единиц создает уровень постоянного тока, который заряжает разделительный конденсатор, неправильно понижая входной сигнал до уровня 0. Чтобы избежать подобных битовых ошибок, большинство линейных кодов предназначены для создания сигналов, сбалансированных по постоянному току. Наиболее распространенными классами кодов сбалансированных линий постоянного тока являются коды с постоянным весом и коды с парной диспаратностью .
При записи звука смещение постоянного тока является нежелательной характеристикой. Это происходит при записи звука до того, как он достигнет записывающего устройства, и обычно вызвано неисправным или некачественным оборудованием. Это приводит к смещению центра записываемого сигнала, что может вызвать две основные проблемы. Либо самые громкие части сигнала будут обрезаны преждевременно, поскольку основание сигнала сдвинуто вверх, либо возникнут неслышимые низкочастотные искажения. Низкочастотные искажения могут быть не слышны при первоначальной записи, но если сигнал повторно преобразуется в сжатый цифровой формат или цифровой формат с потерями, например MP3, эти искажения могут стать слышимыми. [2]
Смещение ленты постоянного тока использовалось в первых магнитофонах для уменьшения искажений.
Смещение постоянного тока подается на управляющую сетку электронных ламп в усилителях мощности для регулирования мощности. [3]
В генераторе, управляемом напряжением (ГУН), например, в радиопередатчике , выбор центральной частоты несущей волны осуществляется с помощью смещения постоянного тока. Для частотной модуляции (FM) составляющая переменного тока представляет собой основной аудиосигнал плюс любые поднесущие . Частотную манипуляцию можно выполнить исключительно путем изменения смещения постоянного тока.
Эта концепция была расширена на любое представление формы сигнала и на двумерные преобразования, такие как дискретное косинусное преобразование, используемое в JPEG .
Сбалансированные по постоянному току или беспостоянные коды, как их часто называют, имеют долгую историю, и их применение, конечно, не ограничивается практикой записи.
