使用运算放大器构建过零检测器电路

过零检测器电路是运算放大器作为比较器的一个有用的应用。它用于跟踪正弦波形的变化，从正到负或反之亦然，当它穿过零电压。它也可以用作方波发生器。过零检测器有许多应用，如时间标记发生器，相位计，频率计数器等。过零检测器可以通过多种方式设计，如使用晶体管，使用运算放大器或使用光耦合器IC。在本文中，我们将使用运算放大器构建过零检测器电路，如前所述，运算放大器将在这里作为比较器。

过零检测器的理想波形如下：

从上面的波形可以看出，每当正弦波过零时，运算放大器的输出将从负向正或从正向负移动。当正弦波从正到负时，它从负变为正，反之亦然。这就是过零检测器如何检测波形何时每次过零。正如你可以观察到的，输出波形是方波，所以过零检测器也被称为方波发生器电路。

要了解有关运算放大器的更多信息，请查看其他运算放大器电路。

过零检测器电路演示所需材料

•运算放大器IC (LM741)

•变压器(230 v-to-12v)

•9 v供应

•电阻(10k - 3nos)

•电路试验板

•连接电线

•示波器

过零检测器电路图

230v电源给一个12-0-12V变压器，其相位输出连接到运算放大器的第2引脚，中性点与电池接地短。电池的正极连接到运放的第7引脚(Vcc)。

过零检测电路的工作原理

在过零检测器电路中，运放的非反相端作为参考电压与地连接，正弦波输入(Vin)被馈送到运放的反相端，如图所示。然后将这个输入电压与参考电压进行比较。任何通用运放IC都可以在这里使用，我们使用的是运放IC LM741。

现在，当你考虑正弦波输入的正半周期。我们知道，当非反相端电压小于反相端电压时，运放输出为低电平或负饱和。因此，我们将收到一个负电压波形。

然后在正弦波的负半周，非反相端的电压(参考电压)大于反相端的电压(输入电压)，因此运算放大器的输出变为高电平或正饱和。因此，我们将收到一个正电压波形，如下图所示：

因此，很明显，该电路可以通过将其输出从负转正或从负转正来检测波形的过零。

使用光耦合器的过零检测器

正如我们已经提到的，有很多方法来设计一个过零检测器。在这里，在下面的电路中，我们使用光耦合器。通过观察输出波形，您可以看到输出波形只有在输入交流波每次穿过零时才会变得高。

下图是使用光耦合器的过零检测器电路的输出波形：

过零脉冲输出在0⁰，180⁰和360⁰处变得高，或者我们可以说在每180⁰之后。

本文编译自circuitdigest