过零检测电路是一个常见的应用,其中运算放大器用作比较器。它常被用来追踪正弦波形的变化,比如从正到负或从负到正的过零点电压的情况。它同样被可被用作方波生成器。过零检测电路还有许多应用,比如标志信号发生器,相位计和频率计等。过零检测电路可以用很多方法来设计,比如使用晶体管,使用运算放大器或是光耦 IC 等。该文中我们将使用运算放大器来打造一个过零检测电路,正如上面所说,此处的运算放大器用作比较器。
过零检测电路的理想波形如下
从上图中可以看出当正弦波形过零时,运算放大器会从正转负或是从负转正。这就是过零检测器如何检测波形过零的。如你所见,输出波形为一个方波,所以过零检测器也被成为方波生成电路。
所需元器件:
运算放大器(LM741)
变压器(230V 到 12V)
9V 电源
电阻(10kΩ x 3)
面包板
导线
示波器
电路图
230V 电源给到一个 12-0-12V 的变压器,它的相位输出连接到运算放大器的二号引脚,零线与电池的接地端短接。电池的征集引脚与运算放大器的第 7 号引脚相连(Vcc)。
过零检测电路的原理
在过零检测电路中,运算放大器的非反向引脚与地相连,从而作为参考电压,而一个正弦波输入(Vin)则输入运算放大器的反向引脚,如电路图说是。随后输入电压与参考电压作比较。此处可以使用大部分运算放大器的 IC,这里我们用的是 LM741.
现在,我们来考虑正弦波的正半轴。我们知道当非反向引脚端的电压要低于反向引脚时,运算放大器的输出为低或处于反向饱和状态。因此,我们会看到一个负电压的波形。
再来看正弦波的负半轴,非反向引脚(参考电压)的电压大于反向引脚(输入电压),所以运算放大器的输出为高或正向饱和状态。因此,我们会看到一个正电压的波形,如下图所示。
使用光耦的过零检测电路
我们上面提到设计过零检测电路有许多方式。以下电路中我们使用了光耦来实现同样的过零检测电路。通过观察输出电压你可以发现每当输入交流波过零时,输出波形为高。
以下是使用光耦的过零检测电路输出波形
声明:本内容为作者独立观点,不代表电源网。本网站原创内容,如需转载,请注明出处;本网站转载的内容(文章、图片、视频)等资料版权归原作者所有。如我们采用了您不宜公开的文章或图片,未能及时和您确认,避免给双方造成不必要的经济损失,请电邮联系我们,以便迅速采取适当处理措施;欢迎投稿,邮箱∶editor@netbroad.com。
电池耗电量显著减少!ROHM开发出静态电流超低的运算放大器 | 24-03-07 14:39 |
---|---|
意法半导体运算放大器低失调,零温漂,宽增益带宽,提高测量准确度 | 24-02-06 14:09 |
纳芯微发布通用运算放大器新品NSOPA系列,车规/工规一应俱全 | 24-02-01 17:14 |
ROHM开发出零漂移运算放大器“LMR1002F-LB” | 24-01-09 16:38 |
适用于电化学传感器的运算放大器 | 23-10-25 17:08 |