Nul krydsningsdetektor kredsløb

En Zero Crossing Detector Circuit er en nyttig anvendelse af Op-amp som Comparator. Det bruges til at spore ændringen i sinusbølgeform fra positiv til negativ eller omvendt, mens den krydser nul spænding. Det kan også bruges som en Square Wave Generator. Zero Crossing Detector har mange applikationer som tidsmarkeringsgenerator, fasemåler, frekvenstæller osv. En Zero Crossing Detector kan designes på mange måder som at bruge transistor, bruge op-amp eller bruge optokobler IC. I denne artikel bruger vi Op-amp til at opbygge et Zero Crossing Detector Circuit, og som tidligere nævnt fungerer Op-amp som komparator her.

Den ideelle bølgeform til Zero Crossing Detector er angivet nedenfor:

Det kan ses i ovenstående bølgeform, at når sinusbølgen krydser nul, vil output fra Op-amp skifte enten fra negativ til positiv eller fra positiv til negativ. Det skifter negativt til positivt, når sinusbølge krydser positivt til negativt og omvendt. Sådan registrerer en Zero Crossing Detector, når bølgeformen krydser nul hver gang. Som du kan se, at udgangsbølgeformen er en firkantet bølge, kaldes en nulkrydsningsdetektor også et firkantbølgenerator kredsløb.

For at lære mere om op-forstærkere, se andre op-amp kredsløb.

Nødvendigt materiale

• Op-amp IC (LM741)
• Transformer (230V til 12V)
• 9V forsyning
• Modstand (10k - 3nos)
• Brødbræt
• Tilslutning af ledninger
• Oscilloskop

Kredsløbsdiagram

230v Forsyning gives til en 12-0-12V transformer, og dens faseudgang er forbundet til ^2. pin på Op-amp og neutral er kort med batteriets jord. Den positive terminal på batteriet er forbundet til 7 ^th stift (Vcc) af op-amp.

Arbejde med Zero Crossing Detector Circuit

I en Zero Crossing Detector Circuit er den ikke-inverterende terminal på Op-amp forbundet med jorden som en referencespænding, og en sinusbølgeindgang (Vin) føres til den inverterende terminal på op-amp, som du kan se i kredsløbsdiagrammet. Denne indgangsspænding sammenlignes derefter med referencespændingen. Enhver almindelig op-amp IC kan bruges her, vi har brugt op-amp IC LM741.

Nu, når du overvejer den positive halve cyklus af sinusbølgeindgangen. Vi ved, at når spændingen ved den ikke-inverterende ende er mindre end spændingen i den inverterende ende, er output fra Op-amp-udgangen lav eller negativ mætning. Derfor modtager vi en negativ spændingsbølgeform.

Derefter i negativ halvcyklus af sinusbølgen bliver spændingen ved den ikke-inverterende ende (referencespænding) større end spændingen ved den inverterende ende (indgangsspænding), så output af Op-amp bliver høj eller af positiv mætning. Derfor modtager vi en positiv spændingsbølgeform, som du kan se på billedet nedenfor:

Det er således klart, at dette kredsløb kan detektere nul krydsning af bølgeform ved at skifte dets output fra negativ til positiv eller fra negativ til positiv.

Nulkrydsningsdetektor ved hjælp af optokobler

Som vi allerede har nævnt, er der mange måder at designe en Zero Crossing Detector på. Her i nedenstående kredsløb bruger vi en optokobler til det samme. Ved at observere udgangsbølgeformen kan du se, at udgangsbølgeformen kun bliver HØJ, når AC-indgangsbølgen krydser nul hver gang.

Nedenfor er outputbølgeformen fra Zero Crossing Detector Circuit ved hjælp af Optocoupler:

Nulkrydsningsimpulsudgangen bliver HIGH ved 0⁰, 180⁰ og 360⁰, eller vi kan sige efter hver 180⁰.