Circuito Detector de Cruzamento Zero e Funcionamento

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Um detector de cruzamento zero ou ZCD é um tipo de comparador de voltagem, usado para detectar uma transição de forma de onda senoidal positiva e negativa, que coincide quando o i / p cruza a condição de voltagem zero. Neste artigo, discutimos o cruzamento de zero circuito detector com dois circuitos diferentes, princípios de funcionamento, teoria e aplicações. As aplicações do Zero Crossing Detector são medidor de fase e gerador de marcador de tempo.

Circuito Detector Zero-Crossing

O detector de cruzamento zero é um comparador de tensão que altera o / p entre + Vsat e –Vsat quando i / p cruza a tensão de referência zero. Em palavras simples, o comparador é um básico amplificador operacional usado para comparar duas tensões simultaneamente e altera o / p de acordo com a comparação. Da mesma forma, podemos dizer que ZCD é um comparador.




Circuito Detector de Zero Crossing

Circuito Detector Zero-Crossing

O circuito detector de cruzamento zero é usado para produzir uma chave de estágio o / p sempre que i / p cruza a referência i / p e está conectado ao terminal GND. O o / p do comparador pode acionar várias saídas, como um indicador LED, um relé e uma porta de controle.



741 IC-based Zero Crossing Detector

O circuito detector de cruzamento zero é uma aplicação principal do circuito comparador. Ele também pode ser chamado de conversor de onda senoidal para quadrada. Para isso, qualquer um dos comparadores de inversão / não inversão pode ser usado como um detector de cruzamento zero.

A única variação a ser introduzida é a Vref (tensão de referência) com a qual a tensão i / p deve ser comparada, devendo ser feita a tensão de referência zero (Vref = 0V). Uma onda senoidal i / p é fornecida como Vin. Estes são mostrados na seguinte inversão circuito comparador diagrama e também formas de onda i / pe o / p com uma tensão de referência de 0V.

ZCD como gerador de marcador de tempo

ZCD como gerador de marcador de tempo

Conforme mostrado na forma de onda abaixo, para uma tensão de referência (Vref), quando a onda senoidal de entrada permite a tensão zero e vai na direção positiva. A tensão o / p é levada à saturação negativa. Da mesma forma, quando o Vin permite o zero e vai na direção do negativo, o Vout é levado à saturação positiva. Os diodos no circuito acima são chamados de diodos de garra. Esses diodos são usados ​​para proteger o amplificador operacional contra danos devido a um aumento no Vin.


Em algumas aplicações particulares, o Vin pode ser uma forma de onda de baixa frequência que causa uma interrupção no tempo para o Vin cruzar o nível zero. Além disso, isso causa um atraso no Vout para alternar entre os dois níveis de saturação (superior e inferior). Ao mesmo tempo, os ruídos i / p no IC podem fazer com que o Vout alterne entre os níveis de saturação. Assim, os cruzamentos de zero são identificados para tensões de ruído além do Vin. Esses problemas podem ser solucionados usando um circuito de feedback de reforma com feedback positivo que faz com que o Vout alterne mais rápido. Portanto, removendo a possibilidade de qualquer cruzamento de zero falso devido a tensões de ruído na entrada do op-amp.

741 IC baseado em forma de onda de detector de cruzamento zero

741 Forma de onda do detector de cruzamento zero baseado em IC

O funcionamento de um detector de cruzamento zero pode ser facilmente assumido se você souber o funcionamento de um comparador Op-Amp básico. Neste detector, estamos definindo um dos i / ps como zero, que é Vref = OV. O o / p é determinado em –Vsat quando o sinal i / p passa pela direção de 0 a + ve. Da mesma forma, quando o sinal i / p passa da direção zero para –ve, o / p muda para + Vsat.

Aplicações do detector de cruzamento zero

Os circuitos do detector de cruzamento zero podem ser usados ​​para verificar a condição de um amplificador operacional. E também usado como um contador de frequência e para fins de comutação em eletrônica de potência circuitos.

ZCD como Phasemeter

Um ZCD pode ser usado para medir o ângulo de fase entre duas tensões. Uma sequência de pulsos nos ciclos + ve e -ve é adquirida para medir a tensão entre o intervalo de tempo do pulso da tensão da onda senoidal e a segunda onda senoidal. Este intervalo de tempo está relacionado à diferença de fase entre as duas tensões de onda senoidal i / p. O uso do medidor de fase varia de 0 ° a 360 °.

ZCD como gerador de marcador de tempo

Para uma onda senoidal i / p, o o / p do detector de cruzamento zero sendo uma onda quadrada, além disso, ele passará por um circuito em série RC. Isto é mostrado na figura a seguir.

741 IC com base Zero Crossing Detector

741 IC-based Zero Crossing Detector

Se a constante de tempo RC for muito pequena em comparação com o período 'T' da onda senoidal i / p, então a tensão através de R do Circuito RC n / w chamado Vr será uma série de + ve e –ve pulsos. Se a tensão 'Vr' for aplicada a um circuito clipper usando um diodo D, a tensão de carga VL terá apenas + ve pulsos e cortará os –ve pulsos. Portanto, um detector de cruzamento zero (ZCD) cujo i / p é uma onda senoidal foi alterado para uma sequência de pulsos positivos no intervalo 'T', adicionando uma rede RC e um circuito de recorte.

Portanto, trata-se de um circuito detector de cruzamento zero funcionando e suas aplicações. Esperamos que você tenha entendido melhor este conceito. Além disso, quaisquer dúvidas sobre este conceito ou projetos elétricos e eletrônicos , dê suas sugestões valiosas comentando na seção de comentários abaixo. Aqui está uma pergunta para você, qual é a função do detector de cruzamento zero?