Ein Nulldurchgangsdetektor oder ZCD ist eine Art von Spannungskomparator, der verwendet wird, um einen Sinuswellenformübergang von positiv und negativ zu erfassen, der zusammenfällt, wenn der I / P den Nultspannungszustand überschreitet. In diesem Artikel diskutieren wir den Nulldurchgang Detektorschaltung mit zwei verschiedenen Schaltkreisen, Arbeitsprinzipien, Theorie und Anwendungen. Die Anwendungen des Nulldurchgangsdetektors sind Phasenmesser und Zeitmarkierungsgenerator.
Nulldurchgangsdetektorschaltung
Der Nulldurchgangsdetektor ist ein Spannungskomparator, der den O / P zwischen + Vsat & –Vsat ändert, wenn der I / P die Nullreferenzspannung überschreitet. In einfachen Worten ist der Komparator eine Basis Operationsverstärker wird verwendet, um zwei Spannungen gleichzeitig zu vergleichen und den O / P entsprechend dem Vergleich zu ändern. Ebenso können wir sagen, dass ZCD ein Komparator ist.
Nulldurchgangsdetektorschaltung
Die Nulldurchgangsdetektorschaltung wird verwendet, um einen O / P-Stufenschalter zu erzeugen, 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 Hauptanwendung der Komparatorschaltung. Es kann auch als Sinus-Rechteck-Wandler bezeichnet werden. Hierzu kann jeder der invertierenden / nichtinvertierenden Komparatoren als Nulldurchgangsdetektor verwendet werden.
Die einzige Variation, die eingebracht werden muss, ist die Vref (Referenzspannung), mit der die I / P-Spannung verglichen werden soll. Die Referenzspannung muss auf Null gesetzt werden (Vref = 0 V). Eine i / p-Sinuswelle wird als Vin angegeben. Diese werden in der folgenden Umkehrung gezeigt Komparatorschaltung Diagramm sowie I / P- und O / P-Wellenformen mit einer Referenzspannung von 0 V.
ZCD als Zeitmarkierungsgenerator
Wie in der folgenden Wellenform gezeigt, gilt für eine Referenzspannung (Vref), wenn die Eingangssinuswelle eine Spannung von Null zulässt und in Richtung positiv geht. Die O / P-Spannung wird in eine negative Sättigung gebracht. Auf die gleiche Weise wird der Vout zur positiven Sättigung getrieben, wenn der Vin durch Null geht und in Richtung des Negativs geht. Die Dioden in der obigen Schaltung werden als Klemmdioden bezeichnet. Diese Dioden schützen den Operationsverstärker vor Beschädigungen durch eine Erhöhung von Vin.
In einigen speziellen Anwendungen kann das Vin eine niederfrequente Wellenform sein, die eine zeitliche Unterbrechung verursacht, damit das Vin den Nullpegel überschreitet. Darüber hinaus bewirkt dies, dass eine Verzögerung im Vout zwischen den beiden Sättigungsstufen (oben und unten) umschaltet. Gleichzeitig können die I / P-Geräusche im IC dazu führen, dass der Vout zwischen den Sättigungspegeln umschaltet. Somit werden zusätzlich zum Vin Nulldurchgänge für Rauschspannungen identifiziert. Diese Probleme können gelöst werden, indem eine sich neu bildende Rückkopplungsschaltung mit positiver Rückkopplung verwendet wird, die bewirkt, dass der Vout schneller schaltet. Entfernen der Möglichkeit eines falschen Nulldurchgangs aufgrund von Rauschspannungen am Eingang des Operationsverstärkers.
741 IC-basierte Nulldurchgangsdetektor-Wellenform
Die Funktionsweise eines Nulldurchgangsdetektors kann leicht angenommen werden, wenn Sie die Funktionsweise eines einfachen Operationsverstärkerkomparators kennen. In diesem Detektor setzen wir einen der i / ps als Null, dh Vref = OV. Das o / p wird in –Vsat bestimmt, wenn das i / p-Signal durch 0 bis + ve Richtung geht. Wenn das i / p-Signal durch die Richtung von Null nach –ve geht, schaltet der o / p auf + Vsat.
Anwendungen des Nulldurchgangsdetektors
Nulldurchgangsdetektorschaltungen können verwendet werden, um den Zustand eines Operationsverstärkers zu überprüfen. Und auch als Frequenzzähler und zum Umschalten in Leistungselektronik Schaltungen.
ZCD als Phasemeter
Mit einer ZCD kann der Phasenwinkel zwischen zwei Spannungen gemessen werden. 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 hängt mit der Phasendifferenz zwischen den beiden I / P-Sinuswellenspannungen zusammen. Die Verwendung eines Phasenmessers reicht von 0 ° bis 360 °.
ZCD als Zeitmarkierungsgenerator
Bei einer I / P-Sinuswelle, bei der das O / P des Nulldurchgangsdetektors eine Rechteckwelle ist, durchläuft es ferner eine RC-Reihenschaltung. Dies ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
741 IC-basierter Nulldurchgangsdetektor
Wenn die RC-Zeitkonstante im Vergleich zur Periode 'T' der i / p-Sinuswelle sehr klein ist, dann ist die Spannung über R der RC-Schaltung n / w mit dem Namen Vr ist eine Reihe von + ve und –ve Impulsen. Wenn die Spannung „Vr“ an a angelegt wird Clipper-Schaltung Bei Verwendung einer Diode D hat die Lastspannung VL nur + ve Impulse und schneidet die –ve Impulse ab. Daher wurde ein Nulldurchgangsdetektor (ZCD), dessen i / p eine Sinuswelle ist, durch Hinzufügen eines Netzwerk-RC und einer Begrenzungsschaltung im T-Intervall in eine Folge positiver Impulse umgewandelt.
Hier geht es also um die Arbeit der Nulldurchgangsdetektorschaltung und ihre Anwendungen. Wir hoffen, dass Sie dieses Konzept besser verstehen. Darüber hinaus bestehen Zweifel an diesem Konzept oder Elektro- und Elektronikprojekte Bitte geben Sie Ihre wertvollen Vorschläge, indem Sie im Kommentarbereich unten einen Kommentar abgeben. Hier ist eine Frage für Sie, welche Funktion hat der Nulldurchgangsdetektor?
