เครื่องตรวจจับการข้ามศูนย์หรือ ZCD เป็นเครื่องเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าประเภทหนึ่งที่ใช้ในการตรวจจับการเปลี่ยนรูปคลื่นไซน์จากบวกและลบซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกันเมื่อ i / p ข้ามสภาวะแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์ ในบทความนี้เราจะพูดถึงการข้ามศูนย์ วงจรตรวจจับ ด้วยวงจรสองแบบหลักการทำงานทฤษฎีและการใช้งานที่แตกต่างกัน แอปพลิเคชันของ Zero Crossing Detector คือเครื่องวัดเฟสและเครื่องกำเนิดเครื่องหมายเวลา
วงจรตรวจจับ Zero-Crossing
เครื่องตรวจจับการข้ามศูนย์เป็นเครื่องเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยน o / p ระหว่าง + Vsat & –Vsat เมื่อ i / p ข้ามแรงดันอ้างอิงศูนย์ กล่าวง่ายๆคือตัวเปรียบเทียบเป็นพื้นฐาน เครื่องขยายเสียงในการทำงาน ใช้เพื่อเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าสองตัวพร้อมกันและเปลี่ยน o / p ตามการเปรียบเทียบ ในทำนองเดียวกันเราสามารถพูดได้ว่า ZCD เป็นตัวเปรียบเทียบ
วงจรตรวจจับ Zero-Crossing
วงจรเครื่องตรวจจับการข้ามศูนย์ใช้เพื่อสร้างสวิตช์ขั้น o / p เมื่อใดก็ตามที่ i / p ข้าม i / p อ้างอิงและเชื่อมต่อกับเทอร์มินัล GND o / p ของเครื่องเปรียบเทียบสามารถขับเอาท์พุทต่างๆเช่นไฟ LED รีเลย์และประตูควบคุม
741 IC-based Zero Crossing Detector
วงจรเครื่องตรวจจับการข้ามศูนย์เป็นแอปพลิเคชันหลักของวงจรเปรียบเทียบ นอกจากนี้ยังสามารถตั้งชื่อเป็นตัวแปลงคลื่นไซน์เป็นสแควร์ สำหรับสิ่งนี้สามารถใช้ตัวเปรียบเทียบกลับด้าน / ไม่กลับด้านใดก็ได้เป็นเครื่องตรวจจับการข้ามศูนย์
รูปแบบเดียวที่จะนำเข้ามาคือ Vref (แรงดันอ้างอิง) ซึ่งจะเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้า i / p ต้องทำให้แรงดันอ้างอิงเป็นศูนย์ (Vref = 0V) คลื่นไซน์ i / p ถูกกำหนดให้เป็น Vin สิ่งเหล่านี้จะแสดงในการกลับด้านต่อไปนี้ วงจรเปรียบเทียบ แผนภาพและรูปคลื่น i / p และ o / p ที่มีแรงดันอ้างอิง 0V
ZCD เป็นตัวสร้างเครื่องหมายเวลา
ดังแสดงในรูปคลื่นด้านล่างสำหรับแรงดันอ้างอิง (Vref) เมื่อคลื่นไซน์อินพุตอนุญาตให้ผ่านแรงดันไฟฟ้าเป็นศูนย์และไปในทิศทางบวก แรงดันไฟฟ้า o / p ถูกขับเคลื่อนด้วยความอิ่มตัวเชิงลบ ในทำนองเดียวกันเมื่อ Vin อนุญาตผ่านศูนย์และไปในทิศทางของค่าลบ Vout จะถูกผลักดันให้อิ่มตัวเชิงบวก ไดโอดในวงจรข้างต้นเรียกว่าไดโอดแคลมป์ ไดโอดเหล่านี้ใช้เพื่อป้องกันเครื่องขยายเสียงที่ใช้งานได้จากความเสียหายเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของ Vin
ในการใช้งานบางอย่าง Vin อาจเป็นรูปคลื่นความถี่ต่ำที่ทำให้เกิดการหยุดชะงักในเวลาที่ Vin จะข้ามระดับศูนย์ นอกจากนี้สิ่งนี้ทำให้เกิดความล่าช้าใน Vout เพื่อสลับระหว่างระดับความอิ่มตัวทั้งสอง (บนและล่าง) ในขณะเดียวกันเสียง i / p ใน IC อาจทำให้ Vout สลับระหว่างระดับความอิ่มตัว ดังนั้นจึงมีการระบุจุดตัดเป็นศูนย์สำหรับแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณรบกวนนอกเหนือจาก Vin ปัญหาเหล่านี้สามารถแยกออกได้โดยใช้วงจรป้อนกลับที่สร้างขึ้นใหม่พร้อมผลตอบรับเชิงบวกที่ทำให้ Vout เปลี่ยนเร็วขึ้น ดังนั้นการลบความเป็นไปได้ของการข้ามศูนย์เท็จเนื่องจากแรงดันไฟฟ้ารบกวนที่อินพุตของ op-amp
741 รูปคลื่นของเครื่องตรวจจับการข้ามศูนย์ที่ใช้ IC
การทำงานของเครื่องตรวจจับการข้ามศูนย์สามารถสันนิษฐานได้ง่ายหากคุณรู้จักการทำงานของเครื่องเปรียบเทียบ Op-Amp พื้นฐาน ในเครื่องตรวจจับนี้เรากำลังตั้งค่า i / ps ตัวใดตัวหนึ่งเป็นศูนย์นั่นคือ Vref = OV o / p ถูกกำหนดเป็น –Vsat เมื่อสัญญาณ i / p ส่งผ่านทิศทาง 0 ถึง + ve เมื่อสัญญาณ i / p ส่งผ่านทิศทางศูนย์ถึง –ve o / p จะเปลี่ยนเป็น + Vsat
การใช้งานเครื่องตรวจจับการข้ามศูนย์
สามารถใช้วงจรตรวจจับการข้ามศูนย์เพื่อตรวจสอบสภาพของเครื่องขยายเสียงที่ใช้งานได้ และยังใช้เป็นตัวนับความถี่และเพื่อวัตถุประสงค์ในการเปลี่ยน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง วงจร
ZCD เป็น Phasemeter
สามารถใช้ ZCD เพื่อวัดมุมเฟสระหว่างสองแรงดันไฟฟ้า ลำดับของพัลส์ในรอบ + ve และ -ve ได้มาเพื่อวัดแรงดันไฟฟ้าระหว่างช่วงเวลาของพัลส์ของแรงดันคลื่นไซน์และคลื่นไซน์ที่สอง ช่วงเวลานี้เกี่ยวข้องกับความแตกต่างของเฟสระหว่างแรงดันไฟฟ้าของคลื่นไซน์ i / p สองตัว การใช้เฟสมิเตอร์มีตั้งแต่ 0 °ถึง 360 °
ZCD เป็นตัวสร้างเครื่องหมายเวลา
สำหรับคลื่นไซน์ i / p o / p ของเครื่องตรวจจับการข้ามศูนย์เป็นคลื่นสี่เหลี่ยมต่อไปมันจะผ่านวงจรอนุกรม RC ดังแสดงในรูปต่อไปนี้
741 IC-based Zero Crossing Detector
ถ้าค่าคงที่เวลา RC มีค่าน้อยมากเมื่อเทียบกับช่วงเวลา ‘T’ ของคลื่นไซน์ i / p แรงดันไฟฟ้าข้าม R ของ วงจร RC n / w เรียกว่า Vr จะเป็นชุดของพัลส์ + ve และ –ve หากใช้แรงดันไฟฟ้า 'Vr' กับไฟล์ วงจรปัตตาเลี่ยน การใช้ไดโอด D แรงดันไฟฟ้า VL จะมีเฉพาะพัลส์ + ve และจะตัดพัลส์ –ve ออกไป ดังนั้นเครื่องตรวจจับการข้ามศูนย์ (ZCD) ซึ่ง i / p เป็นคลื่นไซน์จึงถูกเปลี่ยนเป็นลำดับของพัลส์บวกที่ช่วง 'T' โดยการเพิ่ม RC เครือข่ายและวงจรการตัด
ดังนั้นนี่คือทั้งหมดที่เกี่ยวกับวงจรตรวจจับการข้ามศูนย์ที่ทำงานและการใช้งาน เราหวังว่าคุณจะเข้าใจแนวคิดนี้ดีขึ้น นอกจากนี้ข้อสงสัยใด ๆ เกี่ยวกับแนวคิดนี้หรือ โครงการไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ โปรดให้ข้อเสนอแนะที่มีค่าของคุณโดยการแสดงความคิดเห็นในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง นี่คือคำถามสำหรับคุณว่าฟังก์ชันของเครื่องตรวจจับการข้ามศูนย์คืออะไร?
