Nulldurchgangsdetektorschaltung und Arbeitsweise

Ein Nulldurchgangsdetektor oder ZCD ist ein Typ vonSpannungskomparator, der verwendet wird, um einen Sinuswellenformübergang von positiv und negativ zu erfassen, der zusammenfällt, wenn i / p den Nullspannungszustand überquert In diesem Artikel diskutieren wir eine Nulldurchgangsdetektorschaltung mit zwei verschiedenen Schaltungen, Funktionsprinzip, Theorie und Anwendungen. Die Anwendungen des Nulldurchgangsdetektors sind Phasenmesser und Zeitmarkengenerator.

Nulldurchgangsdetektorschaltung

Der Nulldurchgangsdetektor ist ein Spannungsvergleicherdas ändert den o / p zwischen + Vsat & –Vsat, wenn der i / p die Referenzspannung durchläuft. In einfachen Worten ist der Komparator ein grundlegender Operationsverstärker, der zum gleichzeitigen Vergleichen zweier Spannungen verwendet wird und den O / P-Wert entsprechend dem Vergleich ändert. Genauso können wir sagen, dass ZCD ein Komparator ist.

Nulldurchgangsdetektorschaltung

Die Nulldurchgangsdetektorschaltung wird verwendetEin O / P-Stufenschalter, wenn der I / P den Referenz-I / P kreuzt und mit dem GND-Anschluss verbunden ist. Das O / P des Komparators kann verschiedene Ausgänge wie eine LED-Anzeige, ein Relais und ein Steuergatter ansteuern.

741 IC-basierter Nulldurchgangsdetektor

Die Nulldurchgangsdetektorschaltung ist eine HauptschaltungAnwendung der Komparatorschaltung. Es kann auch als Sinus-Rechteck-Wandler bezeichnet werden. Hierzu kann jeder der invertierenden / nichtinvertierenden Komparatoren als Nulldurchgangsdetektor verwendet werden.

Die einzige einzubringende Variante ist der Vref(Referenzspannung), mit der die i / p-Spannung verglichen werden soll, muss die Referenzspannung zu Null gemacht werden (Vref = 0V). Eine i / p-Sinuswelle wird als Vin angegeben. Diese sind im folgenden invertierenden Komparator-Schaltbild sowie I / P- und O / P-Wellenformen mit einer Referenzspannung von 0 V dargestellt.

ZCD als Zeitmarkengenerator

Wie in der folgenden Wellenform gezeigt, als ReferenzSpannung (Vref), wenn die Eingangssinuswelle die Spannung Null durchlässt und in die positive Richtung geht. Die o / p-Spannung wird in negative Sättigung getrieben. Auf die gleiche Weise wird, wenn der Vin Null durchlässt und in die negative Richtung geht, der Vout zur positiven Sättigung getrieben. Die Dioden in der obigen Schaltung werden als Klemmdioden bezeichnet. Diese Dioden werden verwendet, um den Operationsverstärker vor einer Beschädigung durch Vin zu schützen.

In einigen besonderen Anwendungen kann der Vin a seinniederfrequente Wellenform, die eine zeitliche Unterbrechung verursacht, damit der Vin den Nullpegel überschreitet. Darüber hinaus bewirkt dies, dass die Verzögerung in Vout zwischen den beiden Sättigungspegeln (oberer und unterer Pegel) umschaltet. Zur gleichen Zeit kann das i / p-Rauschen im IC bewirken, dass Vout zwischen den Sättigungspegeln wechselt. Somit werden zusätzlich zum Vin Nulldurchgang für Rauschspannungen identifiziert. Diese Probleme können gelöst werden, indem eine Rückkopplungsschaltung mit einer positiven Rückkopplung verwendet wird, die bewirkt, dass Vout schneller schaltet. Dadurch wird die Möglichkeit eines falschen Nulldurchgangs aufgrund von Störspannungen am Eingang des Operationsverstärkers beseitigt.

741 IC-basierte Nulldurchgangsdetektor-Signalform

Der Nulldurchgangsdetektor kann arbeitenleicht angenommen, wenn Sie die Funktionsweise eines einfachen Op-Amp-Komparators kennen. In diesem Detektor setzen wir eines der i / ps als Null, dh Vref = OV. Das o / p wird in –Vsat festgelegt, wenn das i / p-Signal die Richtung 0 nach + ve durchläuft. Gleichermaßen, wenn das i / p-Signal die Null-nach-viv-Richtung durchläuft, schaltet der o / p auf + Vsat.

Anwendungen des Nulldurchgangsdetektors

Nulldurchgangsdetektorschaltungen können verwendet werden, um den Zustand eines Operationsverstärkers zu überprüfen. Wird auch als Frequenzzähler und für Schaltzwecke in Leistungselektronikschaltungen verwendet.

ZCD als Phasemeter

Ein ZCD kann zum Messen des Phasenwinkels verwendet werdenzwischen zwei Spannungen. Eine Folge von Impulsen in den Zyklen + ve und -ve wird erfasst, um die Spannung zwischen dem Zeitintervall des Impulses der Sinuswellenspannung und der zweiten Sinuswelle zu messen. Dieses Zeitintervall bezieht sich auf die Phasendifferenz zwischen den beiden i / p-Sinuswellenspannungen. Die Verwendung von Phasemeter reicht von 0 ° bis 360 °.

ZCD als Zeitmarkengenerator

Für eine i / p-Sinuswelle ist der Nulldurchgangsdetektor eine Rechteckwelle, durchläuft er eine RC-Reihenschaltung. Dies ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

741 IC-basierter Nulldurchgangsdetektor

Wenn die RC-Zeitkonstante im Vergleich zu sehr klein istder Periode "T" der i / p-Sinuswelle, dann ist die Spannung über R der RC-Schaltung n / w, die als Vr bezeichnet wird, eine Reihe von + ve und –ve Impulsen. Wenn die Spannung „Vr“ über eine Diode D an eine Abschneideschaltung angelegt wird, hat die Lastspannung VL nur + ve Impulse und schneidet die –vie Impulse ab. Daher wurde ein Nulldurchgangsdetektor (ZCD), dessen i / p eine Sinuswelle ist, in eine Folge von positiven Impulsen im 'T'-Intervall geändert, indem ein Netzwerk-RC und eine Clipping-Schaltung hinzugefügt wurden.

Es geht also um einen NulldurchgangsdetektorSchaltung arbeiten und ihre Anwendungen. Wir hoffen, dass Sie dieses Konzept besser verstehen. Wenn Sie Zweifel an diesem Konzept oder an Elektro- und Elektronikprojekten haben, geben Sie bitte Ihre wertvollen Anregungen an. Hier ist eine Frage an Sie, welche Funktion der Nulldurchgangsdetektor hat.


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