Nollkorsningsdetektorkrets

En Zero Crossing Detector Circuit är en användbar applikation av Op-amp som Comparator. Den används för att spåra förändringen i sinusvågformen från positiv till negativ eller tvärtom medan den korsar nollspänning. Den kan också användas som en Square Wave Generator. Zero Crossing Detector har många applikationer som tidsmarkeringsgenerator, fasmätare, frekvensräknare etc. En nollkorsningsdetektor kan utformas på många sätt som att använda transistor, använda förstärkare eller använda optokopplare IC. I den här artikeln kommer vi att använda Op-amp för att bygga en Zero Crossing Detector Circuit och som tidigare nämnts kommer Op-amp att fungera som komparator här.

Den ideala vågformen för Zero Crossing Detector ges nedan:

Det kan ses i ovanstående vågform att när sinusvågen korsar noll kommer Op-förstärkarens utgång att växla antingen från negativ till positiv eller från positiv till negativ. Det skiftar negativt till positivt när sinusvåg passerar positivt till negativt och tvärtom. Så här upptäcker en nollkorsningsdetektor när vågformen korsar noll varje gång. Som du kan se att utgångsvågformen är en fyrkantig våg, så kallas en nollkorsningsdetektor också en fyrkantvågsgeneratorkrets.

För att lära dig mer om op-förstärkare, kolla in andra op-amp-kretsar.

Material krävs

• Op-amp IC (LM741)
• Transformator (230V-till-12V)
• 9V matning
• Motstånd (10k - 3nos)
• Bakbord
• Anslutande ledningar
• Oscilloskop

Kretsschema

230v Försörjning ges till en 12-0-12V transformator, och dess fasutgång är ansluten till den andra ^stiftet på Op-amp och neutral är kort med batteriets jord. Den positiva polen på batteriet är ansluten till den 7: ^e stiften (Vcc) på op-amp.

Arbetar med Zero Crossing Detector Circuit

I en Zero Crossing Detector Circuit är den icke-inverterande terminalen på Op-amp ansluten till marken som en referensspänning och en sinusvågsingång (Vin) matas till op-ampens inverterande terminal, som du kan se i kretsschemat. Denna ingångsspänning jämförs sedan med referensspänningen. Alla allmänna op-amp IC kan användas här, vi har använt op-amp IC LM741.

Nu när du överväger den positiva halvcykeln för sinusvågsingången. Vi vet att när spänningen vid den icke-inverterande änden är mindre än spänningen vid den inverterande änden, är utsignalen från Op-amp-utgången låg eller negativ mättnad. Därför kommer vi att få en negativ spänningsvågform.

I sinusvågens negativa halvcykel blir spänningen vid den icke-inverterande änden (referensspänning) större än spänningen vid den inverterande änden (ingångsspänning), så utsignalen från Op-amp blir hög eller positiv mättnad. Därför kommer vi att få en positiv spänningsvågform, som du kan se i bilden nedan:

Således är det uppenbart att denna krets kan detektera nollkorsningen av vågform genom att byta utgång från negativ till positiv eller från negativ till positiv.

Nollkorsningsdetektor med optokopplare

Som vi redan har nämnt att det finns många sätt att designa en Zero Crossing Detector. Här, i nedanstående krets, använder vi en optokopplare för samma. Genom att observera utgångsvågformen kan du se att utgångsvågformen bara blir HÖG när ingångs AC-vågen korsar noll varje gång.

Nedan visas utgångsvågformen för Zero Crossing Detector Circuit med optokopplare:

Nollkorsningspulsutgången blir HÖG vid 0⁰, 180⁰ och 360⁰ eller vi kan säga efter varje 180⁰.