Nulles šķērsošanas detektora ķēde

Zero Crossing Detector Circuit ir noderīgs pieteikumu par Op-amp kā salīdzinājuma. To izmanto, lai izsekotu sinusa viļņu formas izmaiņām no pozitīvas uz negatīvu vai otrādi, kamēr tā šķērso nulles spriegumu. To var izmantot arī kā Square Wave Generator. Nulles šķērsošanas detektoram ir daudz lietojumu, piemēram, laika marķiera ģenerators, fāzes skaitītājs, frekvences skaitītājs utt. Nulles šķērsošanas detektoru var veidot daudzos veidos, piemēram, izmantojot tranzistoru, op-amp vai optronu IC. Šajā rakstā mēs izmantosim Op-amp, lai izveidotu nulles šķērsošanas detektora shēmu, un, kā minēts iepriekš, Op-amp šeit darbosies kā salīdzinātājs.

Ideālā viļņu forma nulles šķērsošanas detektoram ir norādīta zemāk:

Iepriekš redzamajā viļņu formā var redzēt, ka ikreiz, kad sinusoidālais vilnis šķērso nulli, Op-amp izeja mainīsies vai nu no negatīva uz pozitīvu, vai no pozitīvas uz negatīvu. Tas pāriet no negatīva uz pozitīvu, ja sinusoidālais vilnis šķērso pozitīvo pret negatīvo un otrādi. Tā nulles šķērsošanas detektors katru reizi nosaka, kad viļņu forma šķērso nulli. Kā jūs varat novērot, ka izejas viļņu forma ir kvadrātveida vilnis, tāpēc nulles šķērsošanas detektoru sauc arī par kvadrātveida viļņu ģeneratora ķēdi.

Lai uzzinātu vairāk par op-ampēriem, pārbaudiet citas op-amp shēmas.

Nepieciešams materiāls

• Op-amp IC (LM741)
• Transformators (no 230 V līdz 12 V)
• 9V padeve
• Rezistors (10k - 3nos)
• Maizes dēlis
• Vadu savienošana
• Osciloskops

Ķēdes shēma

230V Supply tiek dota 12-0-12V transformators, un tā fāze izeja ir pievienota pie 2 ^nd pin no Op-amp un neitrāls ir īss ar zemi akumulatoru. Pozitīvā termināls no akumulatora ir savienots ar 7. ^th pin (VCC) no op-amp.

Nulles šķērsošanas detektora ķēdes darbība

Nulles šķērsošanas detektora ķēdē Op-ampera neinvertējošā spaile ir savienota ar zemi kā atskaites spriegums, un sinusa viļņu ieeja (Vin) tiek ievadīta op-ampēra invertēšanas spailē, kā redzat shēmas shēmā. Pēc tam šo ieejas spriegumu salīdzina ar atsauces spriegumu. Šeit var izmantot jebkuru vispārējas nozīmes op-amp IC, mēs esam izmantojuši op-amp IC LM741.

Tagad, kad ņem vērā sinusa viļņu ievadīšanas pozitīvo pusi ciklu. Mēs zinām, ka tad, kad spriegums neinvertējošajā galā ir mazāks par spriegumu invertēšanas galā, Op-amp izejas izeja ir zema vai ar negatīvu piesātinājumu. Tādējādi mēs saņemsim negatīvu sprieguma viļņu formu.

Pēc tam sinusa viļņa negatīvā puscikla laikā spriegums neinvertējošajā galā (atskaites spriegums) kļūst lielāks par spriegumu invertēšanas galā (ieejas spriegums), tāpēc Op-amp izeja kļūst augsta vai ar pozitīvu piesātinājumu. Tādējādi mēs saņemsim pozitīvu sprieguma viļņu formu, kā redzat zemāk esošajā attēlā:

Tādējādi ir skaidrs, ka šī shēma var noteikt viļņu formas krustojumu ar nulli, pārslēdzot tā izvadi no negatīvas uz pozitīvu vai no negatīvas uz pozitīvu.

Nulles šķērsošanas detektors, izmantojot optronu

Kā jau minējām, nulles šķērsošanas detektora projektēšanai ir daudz veidu. Šeit, zemāk esošajā ķēdē, mēs tam izmantojam opto savienotāju. Novērojot izejas viļņu formu, jūs varat redzēt, ka izejas viļņu forma kļūst AUGSTA tikai tad, kad ieejas maiņstrāvas vilnis katru reizi šķērso nulli.

Zemāk ir nulles šķērsošanas detektora ķēdes izejas viļņu forma, izmantojot optronu:

Nulles šķērsošanas impulsa izeja kļūst HIGH pie 0⁰, 180⁰ un 360⁰, vai mēs varam teikt pēc katriem 180⁰.