Un détecteur de passage à zéro ou ZCD est un type de comparateur de tension, utilisé pour détecter une transition de forme d'onde sinusoïdale du positif et du négatif, qui coïncide lorsque le i / p franchit la condition de tension nulle. Dans cet article, nous discutons du passage à zéro circuit de détection avec deux circuits, principes de fonctionnement, théorie et applications différents. Les applications du détecteur de passage à zéro sont le compteur de phase et le générateur de marqueurs de temps.
Circuit du détecteur de passage à zéro
Le détecteur de passage à zéro est un comparateur de tension qui change le o / p entre + Vsat et –Vsat lorsque le i / p croise la tension de référence zéro. En termes simples, le comparateur est un élément de base amplificateur opérationnel utilisé pour comparer deux tensions simultanément et change le o / p en fonction de la comparaison. De la même manière, on peut dire que ZCD est un comparateur.
Circuit du détecteur de passage à zéro
Le circuit de détection de passage à zéro est utilisé pour produire un commutateur d'étage o / p chaque fois que le i / p croise la référence i / p et il est connecté à la borne GND. Le fonctionnement du comparateur peut piloter diverses sorties telles qu'un indicateur LED, un relais et une porte de contrôle.
Détecteur de passage à zéro basé sur IC 741
Le circuit détecteur de passage par zéro est une application principale du circuit comparateur. Il peut également être nommé comme le convertisseur sinusoïdal en onde carrée. Pour cela, l'un quelconque des comparateurs inverseurs / non inverseurs peut être utilisé comme détecteur de passage à zéro.
La seule variation à apporter est la Vref (tension de référence) avec laquelle la tension i / p doit être comparée, doit être rendue tension de référence nulle (Vref = 0V). Une onde sinusoïdale i / p est donnée par Vin. Celles-ci sont illustrées dans l'inversion suivante circuit comparateur diagramme et également des formes d'onde i / p et o / p avec une tension de référence 0V.
ZCD comme générateur de marqueurs temporels
Comme le montre la forme d'onde ci-dessous, pour une tension de référence (Vref), lorsque l'onde sinusoïdale d'entrée permet une tension nulle et va dans le sens du positif. La tension o / p est entraînée en saturation négative. De la même manière, lorsque le Vin permet de passer par zéro et va dans le sens du négatif, le Vout est conduit à saturation positive. Les diodes du circuit ci-dessus sont appelées diodes de serrage. Ces diodes sont utilisées pour protéger l'amplificateur opérationnel contre les dommages dus à une augmentation de Vin.
Dans certaines applications particulières, le Vin peut être une forme d'onde basse fréquence qui provoque une interruption de temps pour que le Vin franchisse le niveau zéro. De plus, cela provoque un retard dans le Vout pour basculer entre les deux niveaux de saturation (supérieur et inférieur). Dans le même temps, les bruits i / p dans le circuit intégré peuvent faire basculer le Vout entre les niveaux de saturation. Ainsi, les passages à zéro sont identifiés pour les tensions de bruit en plus du Vin. Ces problèmes peuvent être dissociés en utilisant un circuit de retour de reformage avec une rétroaction positive qui provoque une commutation plus rapide du Vout. Donc, en supprimant la possibilité de tout faux passage à zéro dû aux tensions de bruit à l'entrée de l'ampli opérationnel.
Forme d'onde du détecteur de passage à zéro basé sur 741 IC
Le fonctionnement d'un détecteur de passage à zéro peut être facilement supposé si vous connaissez le fonctionnement d'un comparateur Op-Amp de base. Dans ce détecteur, nous définissons l'un des i / ps comme zéro, c'est-à-dire Vref = OV. Le o / p est déterminé en –Vsat lorsque le signal i / p passe par la direction 0 à + ve. De même, lorsque le signal i / p passe par la direction zéro à –ve, le o / p passe à + Vsat.
Applications du détecteur de passage à zéro
Des circuits de détection de passage à zéro peuvent être utilisés pour vérifier l'état d'un amplificateur opérationnel. Et également utilisé comme compteur de fréquence et à des fins de commutation dans électronique de puissance circuits.
ZCD comme Phasemeter
Un ZCD peut être utilisé pour mesurer l'angle de phase entre deux tensions. Une séquence d'impulsions dans les cycles + ve et -ve est acquise pour mesurer la tension entre l'intervalle de temps de l'impulsion de tension sinusoïdale et la seconde onde sinusoïdale. Cet intervalle de temps est lié à la différence de phase entre les deux tensions sinusoïdales i / p. L'utilisation du compteur de phase varie de 0 ° à 360 °.
ZCD comme générateur de marqueurs temporels
Pour une onde sinusoïdale i / p, l'o / p du détecteur de passage à zéro étant une onde carrée, il passera ensuite à travers un circuit série RC. Ceci est illustré dans la figure suivante.
Détecteur de passage à zéro basé sur IC 741
Si la constante de temps RC est très petite par rapport à la période «T» de l’onde sinusoïdale i / p, alors la tension aux bornes de R du Circuit RC n / w appelé Vr sera une série d'impulsions + ve et –ve. Si la tension «Vr» est appliquée à un circuit de tondeuse en utilisant une diode D, la tension de charge VL n'aura que des impulsions + ve et détruira les –ve impulsions. Par conséquent, un détecteur de passage à zéro (ZCD) dont i / p est une onde sinusoïdale a été transformé en une séquence d’impulsions positives à l’intervalle «T» en ajoutant un réseau RC et un circuit d’écrêtage.
Ainsi, il s'agit du fonctionnement du circuit de détection de passage à zéro et de ses applications. Nous espérons que vous avez une meilleure compréhension de ce concept. De plus, tout doute concernant ce concept ou projets électriques et électroniques , veuillez donner vos précieuses suggestions en commentant dans la section des commentaires ci-dessous. Voici une question pour vous, quelle est la fonction du détecteur de passage à zéro?
