過零檢測(cè)器電路是運(yùn)算放大器作為比較器的一個(gè)有用的應(yīng)用。它用于跟蹤正弦波形的變化，從正到負(fù)或反之亦然，當(dāng)它穿過零電壓。它也可以用作方波發(fā)生器。過零檢測(cè)器有許多應(yīng)用，如時(shí)間標(biāo)記發(fā)生器，相位計(jì)，頻率計(jì)數(shù)器等。過零檢測(cè)器可以通過多種方式設(shè)計(jì)，如使用晶體管，使用運(yùn)算放大器或使用光耦合器IC。在本文中，我們將使用運(yùn)算放大器構(gòu)建過零檢測(cè)器電路，如前所述，運(yùn)算放大器將在這里作為比較器。

過零檢測(cè)器的理想波形如下：

從上面的波形可以看出，每當(dāng)正弦波過零時(shí)，運(yùn)算放大器的輸出將從負(fù)向正或從正向負(fù)移動(dòng)。當(dāng)正弦波從正到負(fù)時(shí)，它從負(fù)變?yōu)檎?，反之亦然。這就是過零檢測(cè)器如何檢測(cè)波形何時(shí)每次過零。正如你可以觀察到的，輸出波形是方波，所以過零檢測(cè)器也被稱為方波發(fā)生器電路。

要了解有關(guān)運(yùn)算放大器的更多信息，請(qǐng)查看其他運(yùn)算放大器電路。

過零檢測(cè)器電路演示所需材料

?運(yùn)算放大器IC (LM741)

?變壓器(230 v-to-12v)

?9 v供應(yīng)

?電阻(10k - 3nos)

?電路試驗(yàn)板

?連接電線

?示波器

過零檢測(cè)器電路圖

230v電源給一個(gè)12-0-12V變壓器，其相位輸出連接到運(yùn)算放大器的第2引腳，中性點(diǎn)與電池接地短。電池的正極連接到運(yùn)放的第7引腳(Vcc)。

過零檢測(cè)電路的工作原理

在過零檢測(cè)器電路中，運(yùn)放的非反相端作為參考電壓與地連接，正弦波輸入(Vin)被饋送到運(yùn)放的反相端，如圖所示。然后將這個(gè)輸入電壓與參考電壓進(jìn)行比較。任何通用運(yùn)放IC都可以在這里使用，我們使用的是運(yùn)放IC LM741。

現(xiàn)在，當(dāng)你考慮正弦波輸入的正半周期。我們知道，當(dāng)非反相端電壓小于反相端電壓時(shí)，運(yùn)放輸出為低電平或負(fù)飽和。因此，我們將收到一個(gè)負(fù)電壓波形。

然后在正弦波的負(fù)半周，非反相端的電壓(參考電壓)大于反相端的電壓(輸入電壓)，因此運(yùn)算放大器的輸出變?yōu)楦唠娖交蛘柡汀Ｒ虼?，我們將收到一個(gè)正電壓波形，如下圖所示：

因此，很明顯，該電路可以通過將其輸出從負(fù)轉(zhuǎn)正或從負(fù)轉(zhuǎn)正來檢測(cè)波形的過零。

使用光耦合器的過零檢測(cè)器

正如我們已經(jīng)提到的，有很多方法來設(shè)計(jì)一個(gè)過零檢測(cè)器。在這里，在下面的電路中，我們使用光耦合器。通過觀察輸出波形，您可以看到輸出波形只有在輸入交流波每次穿過零時(shí)才會(huì)變得高。

下圖是使用光耦合器的過零檢測(cè)器電路的輸出波形：

過零脈沖輸出在0?，180?和360?處變得高，或者我們可以說在每180?之后。

本文編譯自circuitdigest