什么叫過零檢測電路呢?具有檢測正弦波形從正到負,或從負到正電平變化的能力的運算放大器檢測器稱為過零檢測器。更具體地說,我們可以說它檢測到所有交流信號和GND的交叉點。它基本上是一個電壓比較器,當輸入信號越過參考電壓電平的零時,其輸出就會發(fā)生變化。
過零檢測電路是一個常見的應(yīng)用,其中運算放大器用作比較器。它常被用來追蹤正弦波形的變化,比如從正到負或從負到正的過零點電壓的情況。它同樣被可被用作方波生成器。
過零檢測電路還有許多應(yīng)用,比如標志信號發(fā)生器,相位計和頻率計等。過零檢測電路可以用很多方法來設(shè)計,比如使用晶體管,使用運算放大器或是光耦I(lǐng)C等。
過零檢測電路的理想波形如下
從上圖中可以看出當正弦波形過零時,運算放大器會從正轉(zhuǎn)負或是從負轉(zhuǎn)正。這就是過零檢測器如何檢測波形過零的。如你所見,輸出波形為一個方波,所以過零檢測器也被成為方波生成電路。
過零檢測器電路
下圖表示使用反相運算放大器搭建的過零檢測電路:
過零檢測電路圖
這里,輸入信號Vi 被提供給運算放大器的反相端,而非反相端通過使用兩個電阻器R1和R 2接地。正如我們所看到的,模擬輸入信號是在運算放大器的反相端提供的。因此,輸出端的信號波形將保持反向極性。
過零檢測器的工作
它檢測輸入信號與參考電壓電平,也就是GND相交的位置。對于每一次交叉,輸出信號都會發(fā)生電平跳變。正如我們已經(jīng)提到的,參考電平設(shè)置為 0 并應(yīng)用于運算放大器的同相端子。
每次輸入波形的相位從正變?yōu)樨摶驈呢撟優(yōu)檎龝r,將施加在運算放大器反相端子上的正弦波與參考電平進行比較,說白了就是一個比較器。
波形
注意事項
1. 選擇一個大輸入共模范圍的比較器,這取決于輸入電壓。
2. 當輸入電壓出現(xiàn)異常,大幅度偏離設(shè)計輸入電壓時,應(yīng)該使用二極管來保護比較器共模輸入端口。
3.當我們通過繼電器驅(qū)動一個交流大電流負載時,由于交流電壓在每時每刻都在發(fā)生變化,如果我們在峰值電壓處斷開繼電器或者吸合繼電器,由于此時電壓過高,會導致繼電器的吸合或者斷開電流比較大,甚至會出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象,這對于繼電器的觸點壽命來說是十分不利的,如果我們的0V電壓處開關(guān)繼電器,則可以大大減小此種影響。
另外我們在使用晶閘管來開關(guān)負載時,可以通過過零方波信號來提過一個信號基準,因靠此基準來調(diào)整驅(qū)動信號的占空比。
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