Che cosa significa il termine "bias"?

Ho visto una serie di termini che fanno riferimento alla parola "bias". Ho letto l' articolo di Wikipedia ma sto cercando una risposta più pratica.

Alcuni esempi di cosa sia un dispositivo orientato in avanti o indietro sarebbe anche ben accolto.

La polarizzazione è un'altra parola per il punto operativo : una tensione o corrente continua attorno alla quale il valore istantaneo potrebbe variare.

Ad esempio, puoi dire di aver applicato un "segnale CA picco-picco 6 V distorto a +1 V". In questo caso l'intervallo del segnale sarebbe compreso tra -2 e +4 V. In questo caso è possibile vedere la relazione con il significato quotidiano di bias , "una tendenza o inclinazione" ( Dictionary.com ) con il significato che sebbene il la tensione varia, tende ad essere vicino al punto di funzionamento.

Come sottolineato dalle altre risposte, il termine è spesso usato in relazione a diodi e altri componenti non lineari.

La deviazione è essenzialmente compensata. Se hai un'opinione distorta, sei spostato da una posizione neutrale.

Nelle rappresentazioni di numeri in virgola mobile, come IEEE 754, si dice che il campo dell'esponente è distorto. Un esponente zero è rappresentato da un valore medio come 10000000000, anziché utilizzare il complemento a due, che creerebbe una situazione in cui ci sono due bit di segno. Ciò consente di confrontare i numeri in virgola mobile, nel loro insieme, per disparità utilizzando operazioni a numero intero. Ma stiamo divagando: il punto qui è che un offset si chiama bias , non solo in elettronica.

È possibile identificare un offset sistematico in alcuni dati statistici. Anche questo è un pregiudizio.

Se un segnale AC viene trasmesso su un segnale DC, possiamo semplicemente dire che ha una polarizzazione DC di così tanti volt, anche se non sempre.

In elettronica, un pregiudizio è di solito deliberato, come in un "offset richiesto per il corretto funzionamento"; non ha un significato negativo come nel "campionamento distorto" o "opinione distorta". Un offset indesiderato è solo un "offset". Se si suppone che l'uscita di un amplificatore quiescente sia idealmente a 0 V, ma misura a 25 mV, di solito si dice che l'amplificatore ha un "offset DC 25 mV", piuttosto che un "bias 25 mV".

Ci sono situazioni in cui viene aggiunto un segnale per il corretto funzionamento, ma non è un semplice offset fisso; tuttavia, è ancora chiamato un pregiudizio. Quando un segnale come l'audio viene registrato su nastro magnetico, questo viene fatto con l'aggiunta della polarizzazione del nastro : un segnale AC ad alta frequenza. Questo segnale di polarizzazione migliora la linearità della magnetizzazione, riducendo la distorsione dall'isteresi delle particelle magnetiche del nastro. Materiali nastro diversi funzionano meglio con quantità diverse di questo errore.

Per dare una risposta leggermente diversa a ciò che tutti gli altri mi hanno già battuto: inoltri un diodo in avanti applicando una tensione CC maggiore o uguale alla sua tensione di caduta diretta. Un BJT può essere visto come due diodi, ma è più complicato di così.

Nella teoria degli amplificatori, in particolare si progettano amplificatori per essere di parte in modo che abbiano il più ampio "range dinamico". Questo si riferisce all'ampiezza di picco delle onde che è possibile inserire e uscire dall'amplificatore. Un buon amplificatore (che può essere un singolo BJT e alcuni resistori, cercare un comune emettitore / collettore / amplificatori di base, ecc.) Avrà una gamma dinamica molto ampia. È possibile ottenere la gamma dinamica più ampia da un amplificatore tendendola a trovarsi esattamente nel mezzo della regione di saturazione che è questa zona piatta lungo la curva IV del BJT:

La nostra onda di uscita esce con un offset verticale (DC) equivalente alla nostra polarizzazione - "cavalca" sopra la DC. Questo ci dà la nostra gamma dinamica. Quando aumentiamo la nostra ampiezza dell'onda in ingresso, l'onda in uscita crescerà fino a raggiungere la parte superiore (la vostra barra di tensione) o la parte inferiore (la regione lineare), a seconda di quale sia la più vicina. L'inclinazione nel mezzo ci dà più spazio su entrambi i lati.

Perché vogliamo essere nel mezzo? Ancora una volta, a causa di quella bella relazione costante tra tensione di ingresso e corrente. Se dovessimo cadere nella regione lineare / attiva, la parte inferiore dell'onda viene distorta.

Quindi torniamo al diodo: se dovessimo polarizzarlo a soli 0,7 V (una comune tensione di caduta diretta), allora non potremmo cavalcare alcun segnale CA sopra di esso, poiché i lobi inferiori farebbero scendere tale tensione sotto 0,7 V e spegnere il diodo. Quindi, se polarizziamo un diodo da 0,7 V invece di 1 V, potremmo quindi guidare un segnale CA da 0,3 V attraverso di esso senza preoccuparci che si spenga.

Un diodo può essere polarizzato in avanti o polarizzato al contrario a seconda della polarità che la tensione attraversa. In polarizzazione diretta, un diodo conduce facilmente e offre solo una piccola perdita di conduzione alla corrente che passa. Quando un diodo polarizzato al contrario non conduce affatto - alcuni diodi potrebbero condurre alcuni micro-amplificatori e alcuni diodi in modo significativamente inferiore, poiché viene applicata una maggiore tensione inversa, si determinerà un improvviso cambiamento di corrente - si dice che il diodo "si rompe -giù"

Un transistor a giunzione bipolare funziona applicando una polarizzazione diretta alla giunzione emettitore di base (questa giunzione è essenzialmente un diodo) - la quantità di polarizzazione diretta che si applica imposta la corrente attraverso il collettore. Se l'emettitore di base di un BJT è polarizzato al contrario, non può essere utilizzato come amplificatore a meno che il segnale (applicato anche all'emettitore di base) non aiuti a deviare il transistor: questo è un modo utile di guidare nel BJT in quelli che sono noti come amplificatori di classe C, ma la maggior parte degli amplificatori BJT operano in classe A, dove l'emettitore di base è sempre polarizzato in avanti anche quando il segnale di ingresso è ai limiti più estremi.

La polarizzazione diretta o inversa di solito si applica ai diodi. Un diodo polarizzato in avanti ha una tensione più alta nel suo anodo rispetto al suo catodo. Se questo è superiore alla soglia (piccola), conduce in quella direzione. Un diodo polarizzato inverso ha una tensione più alta nel suo catodo rispetto al suo anodo e non conduce (a meno che non si superi la tensione di rottura e la si distrugga).

La polarizzazione in un contesto audio di solito si riferisce a una disposizione per mantenere il centro di un segnale nella gamma centrale di un amplificatore. Ciò consente di sfruttare al meglio la gamma di uscita dell'amplificatore.