Смещение по постоянному току

Смещение по постоянному току или компонент постоянного тока — это среднее значение волны. Волна с нулевым средним известна как сбалансированная по постоянному току или без постоянной состаляющей^[1].

При разработке электронных цепей усиления любой активный элемент имеет смещение для установки рабочей точки^[2][3] (иногда употребляют термин «операционная точка»^[4]), режима постоянного тока и напряжения на компоненте при отсутствии входного сигнала. В смещении базы биполярного транзистора^[5], например, используются добавочные сопротивления для получения небольшого постоянного тока на базу транзистора. На тот же вход подаётся переменный сигнал и он усиливается. Схема смещения разрабатывается таким образом, чтобы сохранить целостность входного переменного сигнала. Аналогично, усилители, использующие полевые транзисторы или электронные лампы также имеют цепи смещения. Рабочая точка усилителя влияет на его характеристики искажений и коэффициент усиления. Классы электронных усилителей различаются по их рабочим точкам, определяемым постоянным смещением.

Смещение постоянного тока обычно нежелательно, если оно приводит к клиппингу или другим нежелательным изменениям сигнала. Смещение постоянного тока не проходит через трансформатор или конденсатор. Таким образом, простой разделительный трансформатор или последовательно соединённый конденсатор может быть использован для блокировки постоянного смещения, оставляя только переменный компонент. В терминах обработки сигналов смещение постоянного тока может быть уменьшено в реальном времени с помощью фильтра верхних частот. Для сохраненных цифровых сигналов вычитание средней амплитуды из каждого отсчета устранит смещение. Очень низкие частоты могут выглядеть как смещение постоянного тока, но называются «медленно меняющимся постоянным током» или «дрейфом базовой линии»^[6].

Сигналы с нулевой постоянной составляющей используются в системах связи для предотвращения ошибок передачи данных через сети с ёмкостной связью или трансформаторами. Ошибки бит могут случиться, когда ряд единиц создаёт уровень постоянного напряжения, который заряжает связывающий конденсатор, приводя входной сигнал ошибочно к нулевому уровню. Чтобы избежать такого рода ошибок большинство линейных кодов разработаны так, чтобы создавать сигналы с нулевой постоянной составляющей. Большинство распространённых классов таких кодов представляют собой коды с постоянным весом и попарно-сбалансированные коды.

В аудиозаписи постоянное смещение является нежелательной характеристикой. Смещение возникает при захвате звука до того, как оно попадает на записывающее устройство и обычно вызывается неисправным или низкокачественным оборудованием. Это приводит к смещению центра формы звуковой волны, что может вызвать две основные проблемы. Либо самые громкие части сигнала будут обрезаны, поскольку основание формы волны сместилось вверх, либо возникнут неслышимые низкочастотные искажения. Низкочастотные искажения могут быть не слышны в исходной записи, но, если форма волны будет передискретизирована в сжатый или с потерями цифровой формат, такой как MP3, эти искажения могут стать слышимыми^[7].

(Постоянное) подмагничивание использовалось в ранних магнитофонах для уменьшения искажений.

Постоянное смещение подается на управляющую сетку электронных ламп в усилителях низкой частоты для регулировки мощности^[8].

В генераторе, управляемом напряжением, таком как радиопередатчик, выбор несущей частоты сигнала осуществляется смещением постоянного тока. Для частотной модуляции (FM) компонентом переменного тока является основная полоса частот аудиосигнала плюс некоторые поднесущие. Частотная манипуляция может быть реализована исключительно путем изменения постоянного смещения.

Концепция была распространена на любое представление формы волны и на двумерные преобразования, такие как дискретное косинусное преобразование, используемое в JPEG.

• Фантомное питание