过零检测器

定义:运放检测器能够检测正弦波形从正到负或从负到正的变化，称为过零检测器。更具体地说，我们可以说它检测到所应用的交流信号的过零。

它基本上是一个电压比较器，当输入信号越过基准电压电平的零点时，它的输出发生变化。因此它就这样命名。

它也被认为是方波发生器当应用的输入信号被过零检测器转换成方波时。

过零检测器电路图

下图为采用反相运放的过零检测器电路:

这里，输入信号V_我是提供给运放的反相端子，而非反相端子是通过利用两个电阻R₁和R₂。

我们可以看到，运算放大器的反相端提供了模拟输入信号。因此，输出端信号的波形将保持相反的极性。我们将在探测器的工作中讨论这一点。

过零检测器的工作

正如我们已经讨论过的，它检测输入信号越过零点的参考电压水平。对于每一次交叉，输出信号的饱和电平从一个到另一个变化。

让我们考虑一下电路为了了解上面的工作原理。

正如我们已经提到的，参考电平设置为0，并应用于运算放大器的非反相端。当波的相位从正到负或从负到正变化时，将施加在运放反相端的正弦波与参考电平进行比较。

首先，当正弦信号的正一半出现在输入端时。然后运放比较器将基准电压电平与应用信号的峰值电平进行比较

我们知道参考电平是0，因此

我们会有

其次，在正弦信号为负一半的情况下，运放比较器再次将参考电压电平与应用信号的峰值进行比较。

由于这次电路处理的是负一半的信号，因此峰值将具有负极性。

再一次

因此,

因此,我们得到

通过这种方式，过零检测器检测所应用信号电平的变化。

输入输出波形

从一开始，我们就提到过过零探测器也是一个方波产生器。因为窗口比较器的输出只是一个方波。

现在我们来看看过零检测器的输入和输出波形:

正如我们最近讨论的V₀因为作用信号的正半部分是- V_坐,

这就是为什么当正弦信号的正一半被应用时，我们在输出处得到了负一半的方波的原因。而V₀正弦信号的负一半是+ V_坐,

因此，方波的正一半在正弦信号的负一半的输出处得到。这在波形表示中清楚地显示出来。

所以，在观察输出波形时，我们可以说输出反映了输入信号高于或低于参考电平，即0伏特的存在。

过零检测器的应用

过零检测器广泛应用于电子电路中，主要用于开关和锁相环。此外，它们也用于频率计数器和相位计。

它也可以用作相位计，因为它可以用来测量施加在其两端的两个电压之间的相位角。