Nulla kereszteződés érzékelő áramkör

A Zero Crossing Detector áramkör az Op-amp mint Comparator hasznos alkalmazása. A szinusz hullámformájának pozitívról negatívra vagy fordítva történő változásának nyomon követésére szolgál, miközben keresztezi a nulla feszültséget. Négyzethullám-generátorként is használható. A Zero Crossing Detector számos alkalmazással rendelkezik, például időjelző generátor, fázismérő, frekvenciamérő stb. Ebben a cikkben az Op-amp-t egy Zero Crossing Detector áramkör felépítéséhez fogjuk használni, és amint azt korábban említettük, az Op-amp itt összehasonlítóként fog működni.

A Zero Crossing Detector ideális hullámalakja az alábbiakban látható:

A fenti hullámformán látható, hogy amikor a szinusz hullám átlépi a nullát, az Op-erősítő kimenete negatívról pozitívra vagy pozitívról negatívra vált. Negatívról pozitívra vált, amikor a szinuszhullám pozitív és negatív kereszteződik, és fordítva. A Zero Crossing Detector így érzékeli, amikor a hullámforma minden alkalommal nullát mutat. Amint megfigyelheti, hogy a kimeneti hullámforma négyzethullám, ezért a Zero Crossing Detektor négyzethullámú generátor áramkörnek is nevezik.

Ha többet szeretne megtudni az op-erősítőkről, ellenőrizze a többi op-amp áramkört.

Anyag szükséges

• Op-amp IC (LM741)
• Transzformátor (230V-12V)
• 9V-os táp
• Ellenállás (10k - 3nos)
• Kenyérlemez
• Vezetékek csatlakoztatása
• Oszcilloszkóp

Kördiagramm

230v Supply részesítünk egy 12-0-12V transzformátort, és a fázisát kimenet össze van kötve a 2 ^ND Pin az op-erősítő és semleges rövid a talajjal az akkumulátor. A pozitív kapcsa az akkumulátor csatlakoztatva van a 7 ^-én PIN (Vcc) az op-erősítő.

Zéró kereszteződés-érzékelő áramkör működése

Egy nulla kereszteződés-érzékelő áramkörben az Op-amp nem invertáló kapcsa referenciafeszültségként csatlakozik a földhöz, és szinuszhullámú bemenetet (Vin) táplál az op-amp inverteres termináljára, amint látható a kapcsolási rajzon. Ezt a bemeneti feszültséget ezután összehasonlítják a referenciafeszültséggel. Bármilyen általános célú op-amp IC használható itt, az op-amp IC LM741-et használtuk.

Most, ha figyelembe vesszük a szinusz hullám pozitív fél ciklusát. Tudjuk, hogy ha a nem invertáló végén lévő feszültség kisebb, mint az invertáló végén, az Op-amp kimenet kimenete alacsony vagy negatív telítettségű. Ezért negatív feszültség hullámformát fogunk kapni.

Ekkor a szinusz hullám negatív félciklusában a nem invertáló végén lévő feszültség (referenciafeszültség) nagyobb lesz, mint az invertáló végén lévő feszültség (bemeneti feszültség), így az Op-erősítő kimenete magasra vagy pozitív telítettségűvé válik. Ezért pozitív feszültség hullámformát kapunk, amint az az alábbi képen látható:

Így nyilvánvaló, hogy ez az áramkör képes érzékelni a hullámforma nulla keresztezését azáltal, hogy kimenetét negatívról pozitívra vagy negatívról pozitívra kapcsolja.

Nulla kereszteződés érzékelő optocsatolóval

Mint már említettük, a Zero Crossing Detector tervezésének számos módja van. Itt az alábbi áramkörben ugyanezhez opto-csatolót használunk. A kimeneti hullámforma megfigyelésével láthatja, hogy a kimeneti hullámforma csak akkor lesz MAGAS, ha a bemenő AC hullám minden alkalommal nulla.

Az alábbiakban látható az optocsatolót használó nulla kereszteződés-érzékelő áramkör kimeneti hullámalakja:

A nullán kereszteződő impulzus kimenete HIGH értéket kap 0, 180 és 360 fokon, vagy mondhatjuk minden 180 fok után.