Nulla keresztezésű detektor áramkör és munka

A nulla kereszteződésű detektor vagy a ZCD egyfajta feszültség-komparátor, amelyet arra használnak, hogy kimutassák a szinusz hullámalak pozitív és negatív átmenetét, amely egybeesik, amikor az i / p keresztezi a nulla feszültség állapotát. Ebben a cikkben a nulla átlépést tárgyaljuk detektor áramkör két különböző áramkörrel, működési elvekkel, elmélettel és alkalmazásokkal. A Zero Crossing Detector alkalmazásai a fázismérő és az időjelző generátor.

Nulla keresztezésű detektor áramkör

A nulla keresztezési detektor egy feszültség-összehasonlító, amely megváltoztatja az o / p-t + Vsat és –Vsat között, amikor az i / p nulla referenciafeszültséget keresztez. Egyszerű szavakkal, az összehasonlító alap műveleti erősítő két feszültség egyidejű összehasonlítására szolgál, és az összehasonlítás szerint megváltoztatja az o / p értéket. Ugyanígy mondhatjuk, hogy a ZCD összehasonlító.

Nulla keresztezésű detektor áramkör

Nulla kereszteződés-érzékelő áramkört használnak egy o / p fokozatkapcsoló előállítására, amikor az i / p keresztezi az i / p referenciát, és csatlakozik a GND terminálhoz. A komparátor o / p-je különféle kimeneteket vezethet, például LED-jelzőt, relét és vezérlő kaput.

741 IC-alapú Zero Crossing Detector

A nulla keresztezésű detektor áramkör az összehasonlító áramkör fő alkalmazási területe. Szinusz-négyzet hullám átalakítónak is nevezhető. Ehhez bármelyik invertáló / nem invertáló komparátor használható nullkereszteződés detektorként.

Az egyetlen változtatás, amelyet be kell hozni, az a Vref (referenciafeszültség), amellyel az i / p feszültséget össze kell hasonlítani, nulla referenciafeszültséggé kell tenni (Vref = 0V). Az i / p szinusz hullámot Vin-ként adjuk meg. Ezeket a következő invertálás mutatja összehasonlító áramkör diagram, valamint az i / p és az o / p hullámformák 0 V referenciafeszültséggel.

ZCD mint időjelző generátor

Amint azt az alábbi hullámforma mutatja, referenciafeszültségre (Vref), amikor a bemenő szinuszhullám nulla feszültségen enged át, és pozitív irányba megy. Az o / p feszültség negatív telítettségbe kerül. Ugyanígy, amikor a Vin nullán keresztül enged és a negatív irányába halad, a Vout pozitív telítettségre vált. A fenti áramkör diódáit szorítódiódának nevezzük. Ezeket a diódákat arra használják, hogy megvédjék a működési erősítőt a Vin növekedése miatti károsodásoktól.

Bizonyos speciális alkalmazásokban a Vin alacsony frekvenciájú hullámforma lehet, amely időbeli megszakítást okoz a Vin számára, hogy átlépje a nulla szintet. Ez továbbá késlelteti a Vout-t a két telítettségi szint (felső és alsó) közötti váltáshoz. Ugyanakkor az i / p zajok az IC-ben a Vout-t a telítettségi szintek közötti váltásra késztethetik. Így a Vin mellett a zajfeszültségekre nulla kereszteződést azonosítanak. Ezek a problémák leválaszthatók egy pozitív visszacsatolású visszacsatoló áramkör használatával, amely a Vout gyorsabb kapcsolását eredményezi. Tehát kiküszöbölve az esetleges hamis nulla keresztezés lehetőségét az op-amp bemenetén zajfeszültség miatt.

741 IC-alapú Zero Crossing Detector hullámforma

A nulla kereszteződésű detektor működése könnyen feltételezhető, ha ismeri az alapvető Op-Amp komparátor működését. Ebben az érzékelőben az i / ps egyikét nullára állítjuk, ami Vref = OV. Az o / p értéket –Vsat-ra határozzuk meg, amikor az i / p jel 0 és + ve irányon halad át. Ugyanígy, amikor az i / p jel áthalad nullától –ve irányig, az o / p + Vsat értékre vált.

A Zero Crossing Detector alkalmazásai

Nulla kereszteződés-érzékelő áramkörökkel ellenőrizhető a működési erősítő állapota. Ezenkívül frekvenciaszámlálóként és kapcsolási célokra is használható teljesítményelektronika áramkörök.

ZCD Phasemeterként

A ZCD használható a két feszültség közötti fázisszög mérésére. A + ve és -ve ciklus impulzusainak sorozatát kapjuk a szinuszfeszültség impulzusának időintervalluma és a második szinuszhullám közötti feszültség mérésére. Ez az időintervallum a két i / p szinuszfeszültség közötti fáziskülönbséggel függ össze. A fázismérő használata 0 ° és 360 ° között mozog.

ZCD mint időjelző generátor

I / p szinuszhullám esetén, ha a nulla kereszteződésű detektor o / p négyzethullám, akkor tovább megy egy RC soros áramkörön. Ezt mutatja a következő ábra.

741 IC-alapú Zero Crossing Detector

Ha az RC időállandója nagyon kicsi az i / p szinuszhullám „T” periódusához képest, akkor az R RC áramkör A Vr nevű n / w + ve és –ve impulzusok sorozata lesz. Ha a „Vr” feszültséget a zárt áramkör D dióda használatával a VL terhelési feszültségnek csak + ve impulzusai lesznek, és levágják a –ve impulzusokat. Ezért egy nulla kereszteződésű detektor (ZCD), amelynek i / p szinuszhullám, pozitív impulzusok sorozatává változott „T” időközönként egy hálózati RC és egy nyíró áramkör hozzáadásával.

Tehát mindez a nulla keresztezésű detektor áramkör működéséről és annak alkalmazásáról szól. Reméljük, hogy jobban megértette ezt a koncepciót. Ezenfelül bármilyen kétség merül fel e koncepcióval kapcsolatban, ill elektromos és elektronikai projektek , kérjük, adja meg értékes javaslatait az alábbi megjegyzés részben kommentálva. Itt egy kérdés az Ön számára, mi a nulla kereszteződés-érzékelő funkciója?