Mạch phát hiện xuyên không

Một Zero, Crossing Detector Circuit là một ứng dụng hữu ích của Op-amp như sánh. Nó được sử dụng để theo dõi sự thay đổi trong dạng sóng sin từ tích cực sang tiêu cực hoặc ngược lại khi nó vượt qua điện áp Zero. Nó cũng có thể được sử dụng như một Máy tạo sóng vuông. Zero Crossing Detector có nhiều ứng dụng như máy phát đánh dấu thời gian, đồng hồ đo pha, bộ đếm tần số, vv Một Zero Crossing Detector có thể được thiết kế theo nhiều cách như sử dụng bóng bán dẫn, sử dụng op-amp hoặc sử dụng IC optocoupler. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ sử dụng Op-amp để xây dựng một mạch phát hiện cắt ngang không và như đã đề cập trước đây, Op-amp sẽ hoạt động như bộ so sánh ở đây.

Dạng sóng lý tưởng cho Zero Crossing Detector được đưa ra dưới đây:

Có thể thấy trong dạng sóng trên, bất cứ khi nào sóng sin vượt qua 0, đầu ra của Op-amp sẽ chuyển từ âm sang dương hoặc từ dương sang âm. Nó chuyển từ âm sang dương khi sóng sin chuyển từ dương sang âm và ngược lại. Đây là cách Máy dò điểm giao cắt 0 phát hiện khi nào dạng sóng vượt qua 0. Như bạn có thể quan sát thấy rằng dạng sóng đầu ra là một sóng vuông, vì vậy một Bộ phát hiện giao cắt bằng không còn được gọi là Mạch tạo sóng vuông.

Để tìm hiểu thêm về op-amps, hãy kiểm tra các mạch op-amp khác.

Vật liệu cần thiết

• IC op-amp (LM741)
• Máy biến áp (230V-to-12V)
• Cung cấp 9V
• Điện trở (10k - 3nos)
• Breadboard
• Kết nối dây
• Máy hiện sóng

Sơ đồ mạch

Nguồn cung cấp 230v được cấp cho máy biến áp 12-0-12V và đầu ra pha của nó được kết nối với Chân ^{thứ 2} của Op-amp và trung tính được nối ngắn với đất của pin. Cực dương của pin được kết nối với chân ^thứ 7 (Vcc) của op-amp.

Hoạt động của mạch phát hiện cắt ngang không

Trong mạch phát hiện giao nhau số 0, đầu cuối không đảo ngược của Op-amp được kết nối với đất làm điện áp tham chiếu và đầu vào sóng sin (Vin) được cấp cho đầu cuối đảo ngược của op-amp, như bạn có thể thấy trong sơ đồ mạch. Điện áp đầu vào này sau đó được so sánh với điện áp tham chiếu. Bất kỳ IC op-amp mục đích chung nào đều có thể được sử dụng ở đây, chúng tôi đã sử dụng IC op-amp LM741.

Bây giờ, khi bạn xem xét nửa chu kỳ dương của đầu vào sóng sin. Chúng ta biết rằng, khi điện áp ở đầu không đảo nhỏ hơn điện áp ở đầu không đảo, đầu ra của đầu ra Op-amp là Thấp hoặc bão hòa âm. Do đó, chúng ta sẽ nhận được một dạng sóng điện áp âm.

Sau đó, trong nửa chu kỳ âm của sóng sin, điện áp ở đầu không nghịch đảo (điện áp tham chiếu) trở nên lớn hơn điện áp ở đầu không đảo (điện áp đầu vào), do đó đầu ra của Op-amp trở nên cao hoặc bão hòa dương. Do đó, chúng ta sẽ nhận được một dạng sóng điện áp dương, như bạn có thể thấy trong hình dưới đây:

Vì vậy, rõ ràng là mạch này có thể phát hiện ra điểm giao nhau bằng không của dạng sóng bằng cách chuyển đầu ra của nó từ âm sang dương hoặc từ âm sang dương.

Máy dò đường cắt ngang bằng không sử dụng Optocoupler

Như chúng tôi đã đề cập rằng có nhiều cách để thiết kế một máy dò đường cắt ngang. Ở đây, trong mạch bên dưới, chúng tôi đang sử dụng một bộ ghép quang cho giống nhau. Bằng cách quan sát dạng sóng đầu ra, bạn có thể thấy rằng dạng sóng đầu ra chỉ tăng CAO khi sóng AC đầu vào vượt qua 0 mọi lúc.

Dưới đây là dạng sóng đầu ra của Mạch phát hiện cắt ngang bằng Optocoupler:

Đầu ra xung xuyên 0 đang tăng CAO ở 0⁰, 180⁰ và 360⁰ hoặc chúng ta có thể nói sau mỗi 180⁰.