Okruh detektora prechodu nulou a funkčné

Okruh detektora prechodu nulou a funkčné

Detektor prechodu nulou alebo ZCD je jeden typ komparátora napätia, ktorý sa používa na detekciu prechodu sínusového priebehu od pozitívneho a negatívneho, ktorý sa zhoduje, keď i / p prekročí podmienku nulového napätia. V tomto článku diskutujeme o prechode nulou obvod detektora s dvoma rôznymi obvodmi, pracovnými princípmi, teóriou a aplikáciami. Aplikácie detektora prechodu nulou sú fázový merač a generátor časových značiek.



Okruh detektora nulového prechodu

Detektor prechodu nulou je komparátor napätia, ktorý mení o / p medzi + Vsat & –Vsat, keď i / p prekročí nulové referenčné napätie. Jednoduchými slovami, komparátor je základný operačný zosilňovač slúži na porovnanie dvoch napätí súčasne a zmenu o / p podľa porovnania. Rovnakým spôsobom môžeme povedať, že ZCD je komparátor.


Okruh detektora prechodu nulou

Okruh detektora nulového prechodu





Okruh detektora prechodu nulou sa používa na výrobu fázového spínača o / p, kedykoľvek i / p prekročí referenčné i / p a je pripojený k svorke GND. O / p komparátora môže riadiť rôzne výstupy, napríklad LED indikátor, relé a riadiacu bránu.

741 Detektor prechodu nula na báze IC

Obvod detektora prechodu nulou je hlavnou aplikáciou komparačného obvodu. Môže sa tiež pomenovať ako prevodník sínusových štvorcových vĺn. Na tento účel môže byť ako detektor prechodu nulou použitý ktorýkoľvek z invertujúcich / neinvertujúcich komparátorov.



Jedinou variáciou, ktorá sa má zaviesť, je Vref (referenčné napätie), s ktorým sa má porovnávať i / p napätie, musí sa urobiť nulové referenčné napätie (Vref = 0V). I / p sínusová vlna sa uvádza ako Vin. Tieto sú zobrazené v nasledujúcom texte komparátorový obvod diagram a tiež krivky i / p a o / p s referenčným napätím 0V.

ZCD ako generátor časových značiek

ZCD ako generátor časových značiek

Ako je uvedené v nasledujúcom tvare vlny, pre referenčné napätie (Vref), keď vstupná sínusová vlna umožňuje nulové napätie a ide v smere kladného napätia. O / p napätie je riadené do zápornej saturácie. Rovnakým spôsobom, keď Vin umožňuje nulu a ide v smere záporného bodu, je výstup Vout privedený k pozitívnej saturácii. Diódy vo vyššie uvedenom obvode sa nazývajú svorkové diódy. Tieto diódy sa používajú na ochranu operačného zosilňovača pred poškodením v dôsledku zvýšenia Vin.


V niektorých konkrétnych aplikáciách môže byť Vin nízkofrekvenčný priebeh, ktorý spôsobí prerušenie v čase, keď Vin prekročí nulovú hladinu. Ďalej to spôsobí oneskorenie prepínania medzi dvoma úrovňami sýtosti (hornou a dolnou). Zároveň šumy i / p v IC môžu spôsobiť, že sa Vout prepne medzi úrovňami sýtosti. Tak je pre Vin okrem šumu Vin identifikované nulové prekročenie. Tieto problémy je možné oddeliť použitím pretvoreného spätnoväzbového obvodu s pozitívnou spätnou väzbou, ktorý spôsobí rýchlejšie prepínanie Vout. Takže odstránenie možnosti falošného prechodu nuly v dôsledku rušivých napätí na vstupe operačného zosilňovača.

Priebeh nulového prechodu detektora nulového kríženia na báze 741 IC

Priebeh detektora nulového kríženia na báze 741 IC

Fungovanie detektora prechodu nulou možno ľahko predpokladať, ak poznáte prácu základného komparátora Op-Amp. V tomto detektore nastavujeme jeden z i / ps na nulu, čo je Vref = OV. O / p je určené do –Vsat, keď i / p signál prechádza 0 až + smerom. Rovnako, keď signál i / p prechádza nulovým smerom k smeru –ve, prepína o / p na + Vsat.

Aplikácie detektora nulového prechodu

Na kontrolu stavu operačného zosilňovača je možné použiť obvody detektora nulového prechodu. Používa sa tiež ako počítadlo kmitočtov a na účely prepínania v výkonová elektronika obvodov.

ZCD ako fázometr

Na meranie fázového uhla medzi dvoma napätiami je možné použiť ZCD. Na meranie napätia medzi časovým intervalom impulzu napätia sínusovej vlny a druhou sínusovou vlnou sa získa sekvencia impulzov v cykloch + ve a -ve. Tento časový interval súvisí s fázovým rozdielom medzi dvoma napätiami sínusovej vlny i / p. Využitie fázového merača sa pohybuje od 0 ° do 360 °.

ZCD ako generátor časových značiek

Pre i / p sínusovú vlnu, kde o / p detektora prechodu nulou je štvorcová vlna, ďalej bude prechádzať obvodom série RC. To ukazuje nasledujúci obrázok.

Detektor nulového prechodu na báze 741 IC

741 Detektor prechodu nula na báze IC

Ak je časová konštanta RC v porovnaní s obdobím „T“ i / p sínusovej vlny veľmi malá, potom napätie na R RC obvod n / w s názvom Vr bude séria kladných a záporných impulzov. Ak je napätie ‚Vr‘ privedené na a strihací obvod pomocou diódy D bude mať záťažové napätie VL iba kladné impulzy a odreže tieto impulzy. Preto sa detektor prechodu nulou (ZCD), ktorého i / p je sínusová vlna, zmenil na sekvenciu pozitívnych impulzov v intervale „T“ pridaním sieťového RC a orezávacieho obvodu.

Jedná sa teda o fungovanie obvodu detektora prechodu nulou a jeho aplikácie. Dúfame, že ste tomuto konceptu lepšie porozumeli. Ďalej akékoľvek pochybnosti týkajúce sa tohto konceptu resp elektrické a elektronické projekty , prosím, poskytnite svoje cenné návrhy komentárom v sekcii komentárov nižšie. Tu je otázka, aká je funkcia detektora prechodu nulou?