Введение

Средняя амплитуда формы сигнала во временной области.

В обработке сигналов, при описании периодической функции во временной области, постоянная составляющая, DC-компонент, DC-смещение или DC-коэффициент является средним значением формы сигнала. Форма сигнала с нулевым средним значением или без постоянной составляющей называется DC-сбалансированной или DC-свободной формой сигнала.

Происхождение

Термин возник в электронике, где DC обозначает напряжение постоянного тока. В отличие от этого, различные другие частоты, отличные от постоянного тока, аналогичны наложенным переменным (AC) напряжениям или токам и поэтому называются AC-компонентами или AC-коэффициентами.

Приложения

При проектировании электронных усилительных схем каждое активное устройство имеет смещение для установки его рабочей точки – постоянного тока и напряжения на устройстве в отсутствие сигнала. Например, в схемах смещения биполярных транзисторов используется сеть резисторов для подачи небольшого постоянного напряжения на базовый вывод транзистора. Сигнал переменного тока подается на тот же вывод и усиливается. Схема смещения предназначена для сохранения амплитуды подаваемого сигнала переменного тока. Аналогично, усилители, использующие полевые транзисторы или вакуумные лампы, также имеют схемы смещения. Рабочая точка усилителя существенно влияет на его характеристики искажений и эффективность; классы усилителей мощности различаются в зависимости от рабочей точки, определяемой схемой смещения постоянного тока. Смещение постоянного тока обычно нежелательно, поскольку может приводить к отсечению сигнала или другим нежелательным изменениям рабочей точки усилителя. Постоянный электрический ток не проходит через трансформатор или конденсатор; следовательно, простой разделительный трансформатор или последовательно включенный конденсатор можно использовать для блокировки или удаления этого смещения, оставляя только переменную составляющую на другой стороне. С точки зрения обработки сигналов, смещение постоянного тока можно уменьшить в реальном времени с помощью фильтра высоких частот. Для сохраненных цифровых сигналов удаление смещения достигается вычитанием средней амплитуды из каждой выборки. Очень низкие частоты могут выглядеть как смещение постоянного тока, но называются "медленно изменяющимся постоянным током" или "дрейфом базовой линии".

Системы связи

Сигналы с нулевым постоянным смещением используются в системах связи для предотвращения битовых ошибок при передаче через схемы с емкостной связью или трансформаторами. Битовые ошибки могут возникать, когда последовательность единиц создает постоянный уровень напряжения, который заряжает конденсатор связи, ошибочно понижая входной сигнал до уровня 0. Чтобы избежать подобных битовых ошибок, большинство кодов линейного кодирования разрабатываются для формирования сигналов с нулевым постоянным смещением. Наиболее распространенными классами таких кодов являются коды постоянного веса и коды парного дисбаланса.

Аудио

В аудиозаписи смещение по постоянному току является нежелательной характеристикой. Оно возникает при захвате звука, до того как он достигнет записывающего устройства, и обычно вызвано неисправным или некачественным оборудованием. Это приводит к смещению центра записываемой звуковой волны, что может вызвать две основные проблемы. Либо самые громкие части сигнала будут обрезаться раньше времени, поскольку нижняя часть звуковой волны была поднята, либо возникнут неслышимые искажения низкой частоты. Искажения низкой частоты могут быть незаметны в исходной записи, но при передискретизации звуковой волны в сжатый или формат с потерями, например MP3, эти искажения могут стать слышимыми. В ранних магнитофонах для уменьшения искажений использовалась постоянная магнитная смещение. В усилителях мощности постоянное напряжение подается на управляющую сетку вакуумных ламп для регулирования мощности.

Выбор частоты

На генераторе, управляемом напряжением (VCO), например, в радиопередатчике, выбор центральной частоты несущей осуществляется с помощью постоянного напряжения смещения. Для частотной модуляции (FM) переменной составляющей является звуковой сигнал базовой полосы частот плюс любые поднесущие. Частотная манипуляция может быть реализована исключительно путем изменения напряжения постоянного смещения.

Представление формы волны

Концепция была расширена на любое представление волновой формы, а также на двумерные преобразования, такие как дискретное косинусное преобразование, используемое в JPEG.