제로 크로싱 검출기 회로는 비교기와 같은 연산 증폭기의 유용한 응용 프로그램입니다. 0 전압을 교차하는 동안 사인 파형의 변화를 양에서 음으로 또는 그 반대로 추적하는 데 사용됩니다. 구형파 생성기로도 사용할 수 있습니다. 제로 크로싱 검출기는 시간 마커 생성기, 위상 측정기, 주파수 카운터 등과 같은 많은 응용 분야를 가지고 있습니다. 제로 크로싱 검출기는 트랜지스터 사용, 연산 증폭기 사용 또는 광 커플러 IC 사용과 같은 다양한 방식으로 설계 할 수 있습니다. 이 기사에서는 Op-amp를 사용하여 Zero Crossing Detector 회로 를 구축하고 앞서 언급했듯이 Op-amp는 여기서 비교기로 작동합니다.
Zero Crossing Detector의 이상적인 파형은 다음과 같습니다.
위 파형에서 사인파가 0을 교차 할 때마다 연산 증폭기의 출력이 음에서 양으로 또는 양에서 음으로 이동한다는 것을 알 수 있습니다. 사인파가 양에서 음으로 교차하거나 그 반대로 교차하면 음에서 양으로 이동합니다. 이것이 제로 크로싱 감지기가 파형이 매번 제로를 교차 할 때를 감지하는 방법입니다. 출력 파형이 구형파라는 것을 알 수 있듯이 제로 크로싱 감지기는 구형파 생성기 회로라고도합니다.
연산 증폭기에 대해 자세히 알아 보려면 다른 연산 증폭기 회로를 확인하십시오.
필요한 재료
- 연산 증폭기 IC (LM741)
- 변압기 (230V ~ 12V)
- 9V 공급
- 저항기 (10k – 3nos)
- 브레드 보드
- 전선 연결
- 오실로스코프
회로도
230v 공급은 12-0-12V 변압기에 제공되며 위상 출력은 Op 앰프 의 두 번째 핀에 연결 되고 중성선은 배터리 접지와 단락됩니다. 배터리의 양극 단자 는 연산 증폭기 의 7 번째 핀 (Vcc)에 연결됩니다.
제로 크로싱 감지기 회로의 작동
제로 크로싱 검출기 회로에서 연산 증폭기의 비 반전 단자는 기준 전압으로 접지에 연결되고 사인파 입력 (Vin)이 연산 증폭기의 반전 단자에 공급됩니다. 회로도에서. 이 입력 전압은 기준 전압과 비교됩니다. 여기서는 모든 범용 연산 증폭기 IC를 사용할 수 있으며 연산 증폭기 IC LM741을 사용했습니다.
이제 사인파 입력 의 양의 반주기 를 고려할 때. 비 반전 끝의 전압이 반전 끝의 전압보다 작을 때 연산 증폭기 출력의 출력이 낮거나 포화 상태라는 것을 알고 있습니다. 따라서 음의 전압 파형을 받게됩니다.
그런 다음 사인파의 음의 반주기 에서 비 반전 끝 (기준 전압)의 전압이 반전 끝의 전압 (입력 전압)보다 커지므로 연산 증폭기의 출력이 높거나 포지티브 포화 상태가됩니다. 따라서 아래 이미지에서 볼 수 있듯이 양의 전압 파형을 받게됩니다.
따라서이 회로는 출력을 음에서 양으로 또는 음에서 양으로 전환하여 파형의 제로 크로싱을 감지 할 수 있습니다.
광 커플러를 사용한 제로 크로싱 검출기
이미 언급했듯이 Zero Crossing Detector 를 설계하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 여기, 아래 회로에서 우리는 동일한 광 커플러를 사용하고 있습니다. 출력 파형을 관찰하면 입력 AC 파형이 매번 0을 교차 할 때만 출력 파형이 HIGH가되는 것을 알 수 있습니다.
다음은 옵토 커플러를 사용하는 제로 크로싱 감지기 회로의 출력 파형입니다.
제로 크로싱 펄스 출력은 0⁰, 180⁰ 및 360⁰에서 HIGH가되거나 180⁰마다 말할 수 있습니다.