ゼロ交差検出器またはZCDは、正と負からの正弦波形遷移を検出するために使用される電圧コンパレータの1つのタイプであり、i / pがゼロ電圧条件と交差するときに一致します。この記事では、ゼロクロッシングについて説明します 検波回路 2つの異なる回路、動作原理、理論、およびアプリケーションを使用します。ゼロクロッシング検出器のアプリケーションは、位相計とタイムマーカージェネレーターです。
ゼロクロッシング検波回路
ゼロ交差検出器は、i / pがゼロ基準電圧と交差したときに+ Vsatと–Vsatの間でo / pを変更する電圧コンパレータです。簡単に言えば、コンパレータは基本的なものです オペアンプ 2つの電圧を同時に比較し、比較に応じてo / pを変更するために使用されます。同様に、ZCDはコンパレータであると言えます。
ゼロクロッシング検波回路
ゼロ交差検出回路は、i / pが基準i / pと交差し、GND端子に接続されている場合は常にo / pステージスイッチを生成するために使用されます。コンパレータのo / pは、LEDインジケータ、リレー、コントロールゲートなどのさまざまな出力を駆動できます。
741ICベースのゼロクロッシング検出器
ゼロ交差検波回路は、コンパレータ回路の主な用途です。また、正弦波から方形波へのコンバーターとも呼ばれます。このため、反転/非反転コンパレータのいずれかをゼロ交差検出器として使用できます。
持ち込まれる唯一の変動は、i / p電圧を比較するVref（基準電圧）であり、基準電圧をゼロにする必要があります（Vref = 0V）。 i / p正弦波はVinとして与えられます。これらは次の反転で示されています コンパレータ回路 図と、0Vの基準電圧でのi / pおよびo / p波形。
タイムマーカージェネレータとしてのZCD
以下の波形に示すように、基準電圧（Vref）の場合、入力正弦波がゼロ電圧を通過し、正の方向に進むとき。 o / p電圧は負の飽和状態になります。同様に、Vinがゼロを通過して負の方向に進むと、Voutは正の飽和状態に駆動されます。上記の回路のダイオードはクランプダイオードと呼ばれます。これらのダイオードは、Vinの増加による損傷からオペアンプを保護するために使用されます。
一部の特定のアプリケーションでは、Vinは低周波波形であり、Vinがゼロレベルを超えるまでの時間の中断を引き起こします。さらに、これにより、Voutの遅延が2つの飽和レベル（上限と下限）の間で切り替わります。同時に、ICのi / pノイズにより、Voutが飽和レベル間で切り替わる場合があります。したがって、Vinに加えて、ノイズ電圧に対してゼロ交差が識別されます。これらの問題は、Voutの切り替えを高速化する正のフィードバックを備えた再形成フィードバック回路を使用することで取り除くことができます。したがって、オペアンプの入力のノイズ電圧による誤ったゼロ交差の可能性を排除します。
“反転増幅器は何をしますか ”
741ICベースのゼロクロッシング検出器の波形
基本的なオペアンプコンパレータの動作を知っていれば、ゼロ交差検出器の動作を簡単に想定できます。この検出器では、i / psの1つをゼロとして設定しています。これはVref = OVです。 i / p信号が0から+ ve方向を通過すると、o / pは–Vsatに決定されます。同様に、i / p信号が0から–ve方向を通過すると、o / pは+ Vsatに切り替わります。
ゼロクロッシング検出器のアプリケーション
ゼロ交差検出回路を使用して、オペアンプの状態をチェックできます。また、周波数カウンターとして、また パワーエレクトロニクス 回路。
位相計としてのZCD
ZCDを使用して、2つの電圧間の位相角を測定できます。 + veおよび-veサイクルの一連のパルスを取得して、正弦波電圧のパルスの時間間隔と2番目の正弦波の間の電圧を測定します。この時間間隔は、2つのi / p正弦波電圧間の位相差に関連しています。位相計の使用範囲は0°から360°です。
タイムマーカージェネレータとしてのZCD
i / p正弦波の場合、ゼロ交差検出器のo / pは方形波であり、さらにRC直列回路を通過します。これを次の図に示します。
741ICベースのゼロクロッシング検出器
RC時定数がi / p正弦波の周期「T」と比較して非常に小さい場合、Rの両端の電圧 RC回路 Vrと呼ばれるn / wは、一連の+ veおよび–veパルスになります。電圧「Vr」がに印加された場合 クリッパー回路 ダイオードDを使用すると、負荷電圧VLには+ veパルスしかなく、–veパルスがクリップされます。そのため、i / pが正弦波であるゼロクロッシング検出器（ZCD）は、ネットワークRCとクリッピング回路を追加することにより、「T」間隔で一連の正のパルスに変更されました。
したがって、これはすべて、ゼロ交差検出器回路の動作とそのアプリケーションに関するものです。この概念をよりよく理解していただければ幸いです。さらに、この概念に関する疑問や 電気および電子プロジェクト 、下のコメントセクションにコメントして、貴重な提案をしてください。ここにあなたへの質問があります、ゼロ交差検出器の機能は何ですか？
