手把手教你用運(yùn)放搭建過(guò)零檢測(cè)電路

Part 01

前言

具有檢測(cè)正弦波形從正到負(fù)，或從負(fù)到正電平變化的能力的運(yùn)算放大器檢測(cè)器稱為過(guò)零檢測(cè)器。更具體地說(shuō)，我們可以說(shuō)它檢測(cè)到所有交流信號(hào)和GND的交叉點(diǎn)。它基本上是一個(gè)電壓比較器，當(dāng)輸入信號(hào)越過(guò)參考電壓電平的零時(shí)，其輸出就會(huì)發(fā)生變化。它也被稱為方波發(fā)生器，因?yàn)樗┘拥妮斎胄盘?hào)被過(guò)零檢測(cè)器轉(zhuǎn)換為方波。

Part 02

過(guò)零檢測(cè)器電路圖

下圖表示使用反相運(yùn)算放大器搭建的過(guò)零檢測(cè)器電路：

這里，輸入信號(hào)Vi 被提供給運(yùn)算放大器的反相端，而非反相端通過(guò)使用兩個(gè)電阻器R1和R2接地。正如我們所看到的，模擬輸入信號(hào)是在運(yùn)算放大器的反相端提供的。因此，輸出端的信號(hào)波形將保持反向極性。

Part 03

過(guò)零檢測(cè)器的工作

它檢測(cè)輸入信號(hào)與參考電壓電平，也就是GND相交的位置。對(duì)于每一次交叉，輸出信號(hào)都會(huì)發(fā)生電平跳變。正如我們已經(jīng)提到的，參考電平設(shè)置為 0 并應(yīng)用于運(yùn)算放大器的同相端子。每次輸入波形的相位從正變?yōu)樨?fù)或從負(fù)變?yōu)檎龝r(shí)，將施加在運(yùn)算放大器反相端子上的正弦波與參考電平進(jìn)行比較，說(shuō)白了就是一個(gè)比較器。

Part 04

注意事項(xiàng)

1. 選擇一個(gè)大輸入共模范圍的比較器，這取決于輸入電壓。

2. 當(dāng)輸入電壓出現(xiàn)異常，大幅度偏離設(shè)計(jì)輸入電壓時(shí)，應(yīng)該使用二極管來(lái)保護(hù)比較器共模輸入端口。