過零檢測電路是一個常見的應(yīng)用,其中運算放大器用作比較器。它常被用來追蹤正弦波形的變化,比如從正到負(fù)或從負(fù)到正的過零點電壓的情況。它同樣被可被用作方波生成器。過零檢測電路還有許多應(yīng)用,比如標(biāo)志信號發(fā)生器,相位計和頻率計等。過零檢測電路可以用很多方法來設(shè)計,比如使用晶體管,使用運算放大器或是光耦I(lǐng)C等。該文中我們將使用運算放大器來打造一個過零檢測電路,正如上面所說,此處的運算放大器用作比較器。 過零檢測電路的理想波形如下
從上圖中可以看出當(dāng)正弦波形過零時,運算放大器會從正轉(zhuǎn)負(fù)或是從負(fù)轉(zhuǎn)正。這就是過零檢測器如何檢測波形過零的。如你所見,輸出波形為一個方波,所以過零檢測器也被成為方波生成電路。 所需元器件
運算放大器(LM741)
變壓器(230V到12V)
9V電源
電阻(10kΩ x 3)
面包板
導(dǎo)線
電路圖
230V電源給到一個12-0-12V的變壓器,它的相位輸出連接到運算放大器的二號引腳,零線與電池的接地端短接。電池的征集引腳與運算放大器的第7號引腳相連(Vcc)。
過零檢測電路的原理 在過零檢測電路中,運算放大器的非反向引腳與地相連,從而作為參考電壓,而一個正弦波輸入(Vin)則輸入運算放大器的反向引腳,如電路圖說是。隨后輸入電壓與參考電壓作比較。此處可以使用大部分運算放大器的IC,這里我們用的是LM741. 現(xiàn)在,我們來考慮正弦波的正半軸。我們知道當(dāng)非反向引腳端的電壓要低于反向引腳時,運算放大器的輸出為低或處于反向飽和狀態(tài)。因此,我們會看到一個負(fù)電壓的波形。 再來看正弦波的負(fù)半軸,非反向引腳(參考電壓)的電壓大于反向引腳(輸入電壓),所以運算放大器的輸出為高或正向飽和狀態(tài)。因此,我們會看到一個正電壓的波形,如下圖所示。
使用光耦的過零檢測電路 我們上面提到設(shè)計過零檢測電路有許多方式。以下電路中我們使用了光耦來實現(xiàn)同樣的過零檢測電路。通過觀察輸出電壓你可以發(fā)現(xiàn)每當(dāng)輸入交流波過零時,輸出波形為高。
以下是使用光耦的過零檢測電路輸出波形
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原文標(biāo)題:【電路賞析】過零檢測電路
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