什么是过零检测器?过零检测电路有什么作用?

时间:2024-08-02来源:李工谈元器件

今天给大家分享的是:过零检测器、过零检测电路。

一、什么是过零检测器(ZCD)?

过零检测器检测输入信号过零值或零电压电平的次数。零检测器基本上是一个比较器电路,将输入的正弦信号或正弦波信号与零电压电平进行比较。

换句话说,我们可以说检测到电压从正电平变为负电平,从负电平变为正电平。当输入电压越过零电平到高电平或高电平到零时,过零检测器的输出会发生变化。

过零检测电路

过零检测器将输入信号与零参考电压 (Vref ) 进行比较。它通过从低切换到高来改变 +V sat 或 -Vsat 的输出,反之亦然。当输入越过零参考电压时。当输入电压信号稍微高于或低于 0v 时,输出会迅速变化。可以使用通用运算放大器、使用光耦合器或使用晶体管来制作过零检测器。

二、过零检测器的原理

1、反相过零检测电路

在反相过零检测电路中,我们将零电压基准与同相输入引脚连接,如下图所示。

该电路代表使用 LM741 运算放大器的过零检测器电路。在这种配置中,我们将信号电压施加到反相端子,将零电压参考信号施加到同相输入。2N2222 NPN 晶体管将电压电平转换为数字信号。

反相过零检测电路

仿真结果图表示来自晶体管引脚的输出信号。

但它会打开晶体管。我们将在输出端获得数字低信号。

反相过零检测电路仿真波形图

2、同相过零检测电路

除了输入引脚与 Vin+ 和 Vin- 输入信号的连接外,这种类型的工作方式完全相同。在同相过零检测器中,输入电压加到同相端,反相端接地,使参考电压为零。这是同相过零检测的电路图:

同相过零检测电路

同相过零检测电路

3、带脉冲输出的过零检测电路

从上面的仿真结果可以清楚地看出,只要正弦波通过零参考电压,两个输出信号就会从数字高电平变为低电平或从低电平变为高电平。但在那之后,数字要么保持数字高,要么保持数字低。

现在,当正弦波从正周期变为负周期或负周期变为正周期时,如果你只想在短时间内获得脉冲,该怎么办?该电路仅在周期转换时提供输出脉冲。

带脉冲输出的过零检测电路

前面的例子和这个例子之间的唯一区别是边缘检测电路。我们使用 LM358 运算放大器作为比较器。当我们想在任何微控制器上使用过零检测器时,类似正方形的输出对我们没有好处。该脉冲输出显示从正周期到负周期的正弦波变化,反之亦然。

带脉冲输出的过零检测电路

4、使用光耦合器进行过零检测

该电路在正弦波的每个零电压参考上提供脉冲输出, 4N25 光耦合器在两个正周期期间保持开启,因为全桥电路将负周期转换为正周期。

使用光耦合器进行过零检测

三、过零检测器作用

关键词: 过零检测 检测电路 电路设计

加入微信
获取电子行业最新资讯
搜索微信公众号:EEPW

或用微信扫描左侧二维码

相关文章

查看电脑版