Детектор перехода через ноль или ZCD - это один из типов компаратора напряжения, используемый для обнаружения перехода синусоидальной формы волны от положительного к отрицательному, который совпадает, когда i / p пересекает условие нулевого напряжения. В этой статье мы обсуждаем переход через нуль схема детектора с двумя разными схемами, принципами работы, теорией и приложениями. Области применения детектора пересечения нуля - фазомер и генератор временных маркеров.
Схема детектора перехода через ноль
Нулевой детектор пересечения является компаратор напряжения, который изменяет O / P между + ТОМА & -Vsat, когда я / р пересекает нулевую опорного напряжения. Проще говоря, компаратор - это базовый операционный усилитель используется для одновременного сравнения двух напряжений и изменения o / p в соответствии со сравнением. Таким же образом можно сказать, что ZCD - это компаратор.
Схема детектора перехода через ноль
Схема детектора перехода через ноль используется для создания переключателя ступени o / p всякий раз, когда i / p пересекает опорный i / p и он подключается к клемме GND. O / p компаратора может управлять различными выходами, такими как светодиодный индикатор, реле и управляющий вентиль.
Детектор пересечения нуля на базе микросхемы 741 IC
Схема детектора перехода через ноль - это основное приложение схемы компаратора. Его также можно назвать преобразователем синусоидальной формы в прямоугольную. Для этого любой из инвертирующих / неинвертирующих компараторов может использоваться в качестве детектора перехода через нуль.
Только вариации быть приведены в это Vref (опорное напряжение), с которым я / р напряжение можно сравнить, должно быть сделано опорное напряжение нулевой (Vref = 0 В). Синусоидальная волна i / p задается как Vin. Они показаны следующим образом: схема компаратора диаграмму, а также формы сигналов i / p и o / p с опорным напряжением 0 В.
ZCD как генератор временных меток
Как показано в форме волны ниже, для опорного напряжения (Vref), когда входной синус разрешение волны через ноль напряжения и идет в направлении положительного. Напряжение o / p приводится к отрицательному насыщению. Таким же образом, когда Vin проходит через ноль и идет в отрицательном направлении, Vout приводится к положительному насыщению. Диоды в приведенной выше схеме называются фиксирующими диодами. Эти диоды используются для защиты операционного усилителя от повреждений из-за увеличения Vin.
В некоторых конкретных приложениях Vin может быть низкочастотным сигналом, который вызывает прерывание во времени, когда Vin пересекает нулевой уровень. Кроме того, это вызывает задержку переключения Vout между двумя уровнями насыщения (верхним и нижним). В то же время i / p-шумы в IC могут вызвать переключение Vout между уровнями насыщения. Таким образом, переходы через ноль определяются для шумовых напряжений в дополнение к Vin. Эти проблемы могут быть устранены с помощью переформирования цепи обратной связи с положительной обратной связью, которая заставляет Vout переключаться быстрее. Таким образом, исключается возможность любого ложного перехода через нуль из-за шумовых напряжений на входе операционного усилителя.
Форма сигнала детектора пересечения нуля на базе микросхемы 741 IC
О работе детектора перехода через ноль можно легко предположить, если вы знаете, как работает базовый компаратор операционного усилителя. В этом детекторе мы устанавливаем одно из i / ps равным нулю, то есть Vref = OV. O / p определяется как –Vsat, когда сигнал i / p проходит через направление от 0 до + ve. Точно так же, когда сигнал i / p проходит через ноль в направлении –ve, сигнал o / p переключается на + Vsat.
Применение детектора пересечения нуля
Цепи детектора перехода через ноль можно использовать для проверки состояния операционного усилителя. А также используется в качестве частотомера и для переключения в силовая электроника схемы.
ZCD как фазометр
ZCD можно использовать для измерения фазового угла между двумя напряжениями. Для измерения напряжения между временным интервалом импульса синусоидального напряжения и второй синусоидальной волны получается последовательность импульсов в циклах + ve и -ve. Этот интервал времени связан с разностью фаз между двумя синусоидальными напряжениями i / p. Диапазон использования фазометра составляет от 0 ° до 360 °.
ZCD как генератор временных меток
Для синусоидальной волны i / p, когда o / p детектора перехода через ноль представляет собой прямоугольную волну, далее она будет проходить через последовательную RC-цепь. Это показано на следующем рисунке.
Детектор пересечения нуля на базе микросхемы 741 IC
Если постоянная времени RC очень мала по сравнению с периодом 'T' синусоидальной волны i / p, тогда напряжение на R RC схема n / w, называемый Vr, будет серией положительных и отрицательных импульсов. Если напряжение «Vr» приложено к схема машинки для стрижки при использовании диода D напряжение нагрузки VL будет иметь только положительные импульсы и отсечет отрицательные импульсы. Следовательно, детектор перехода через нуль (ZCD), i / p которого представляет собой синусоидальную волну, был изменен на последовательность положительных импульсов с интервалом «T» путем добавления цепи RC и схемы ограничения.
Таким образом, речь идет о работе схемы детектора перехода через ноль и ее применении. Мы надеемся, что вы лучше понимаете эту концепцию. Кроме того, любые сомнения относительно этой концепции или электротехнические и электронные проекты , пожалуйста, дайте свои ценные предложения, комментируя в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, какова функция детектора перехода через ноль?
