Offset のはなし

Offset とは
電圧などをシフトさせて信号の中点電位を動かす場合などに使う。AC波形にDC成分が重畳されているような場合、DC成分の電圧をXとすると「X ボルトオフセットされた AC電圧」と呼ばれる。
ハード的には

　高周波検波ICでダイナミックレンジの高いものなどは、信号がない場合でも数100mV程度の直流出力があるものがあります。（残留電圧、ゼロ電圧）これらをメーターなどに出力する場合、そのまま増幅するとその分だけ振れてしまうので、それを打ち消すためにオペアンプ回路にオフセット調整回路を使います。
　図はAC波形に直流でVofs だけ＋にオフセットがかかった場合ですが、ボリュームを0Vにしたそのままの状態では直流成分も含めて増幅しますので、出力にも同じ割合で直流成分が乗ってしまいます。[図のオレンジのライン]（この回路は反転増幅回路で､正確には負の出力が出ますが、説明を簡単にするためプラス側にグラフを書いています）　そこでボリュームでVofs と同じ電圧オペアンプの+側に加えますと、[図の青色のラインのように]Vofsの電圧が出力=0 Vにオフセットされます。それで、出力には 0Vを中心にオフセットのない信号が現れます。
　実際に正負関係が同じになるようにするには、OPアンプ反転回路を2段使って行います。オフセット調整は初段だけで良いですが、注意しなければならない点は初段の出力電圧はマイナスなので、オペアンプは正負の電源電圧が必要になります。まだ初段のゲインを大きくとりますと電圧が飽和してしまうことがありますので、きちんと計算して増福度を決めましょう。
ソフト的には
負の電源が用意できない場合、オペアンプをレールツーレール入出力の物を使用します。オフセット値がプラスならば、通常非反転回路の2つの抵抗のうちマイナス入力とGNDに抵抗を付けますが、そのGNDの所にオフセット電圧Vofsを加えます。ここは増幅度が左右される場所なので通常のボリュームだけで電圧を加えるとそのボリュームで増幅度が変わってしまいます。一度オフセット電圧を作るボリューム出力を増幅度１のバッファ回路のオペアンプに入れ、その出力をGNDのかわりに繋げると安定に動作します。