Definitie: Een op-amp detector die de mogelijkheid heeft om de verandering van positief naar negatief of negatief naar een positief niveau van een sinusvormige golfvorm te detecteren, staat bekend als een nuldoorgangsdetector. Meer specifiek kunnen we zeggen dat hij de nuldoorgang van het toegepaste ac-signaal detecteert.
Het is in feite een spanningsvergelijker waarvan de uitgang verandert wanneer het ingangssignaal de nul van het referentiespanningsniveau overschrijdt. Daarom wordt het zo genoemd.
Het is ook bekend als een blokgolfgenerator omdat het toegepaste ingangssignaal door de nuldoorgangsdetector in een blokgolf wordt omgezet.
schakelschema van de nuldoorgangsdetector
De onderstaande figuur geeft de schakeling weer van een nuldoorgangsdetector die gebruik maakt van een inverterende op-amp:
Hier wordt het ingangssignaal Vi aan de inverterende klem van de op-amp toegevoerd, terwijl de niet-inverterende klem wordt geaard door gebruik te maken van twee weerstanden R1 en R2.
Zo zien we dat het analoge ingangssignaal aan de inverterende aansluiting van de op-amp wordt aangeboden. De golfvorm van het signaal aan de uitgang zal dus omgekeerde polariteit houden. Dit zullen we bespreken onder werking van de detector.
Werking van de Nuldoorgangs Detector
Zoals we reeds besproken hebben, detecteert deze het punt waar het ingangssignaal de nul van het referentiespanningsniveau kruist. Voor elke kruising verandert het verzadigingsniveau van het uitgangssignaal van de ene in de andere.
Laten we de hierboven gegeven schakeling beschouwen om de werking te begrijpen.
Zoals we al hebben vermeld dat het referentieniveau op 0 wordt gezet en wordt toegepast op de niet-inverterende aansluiting van de op-amp. De sinusgolf die op de inverterende aansluiting van de op-amp wordt toegepast, wordt vergeleken met het referentieniveau telkens wanneer de fase van de golf verandert, hetzij van positief naar negatief, hetzij van negatief naar positief.
Ten eerste, wanneer de positieve helft van het sinusoïdale signaal aan de ingang verschijnt. Dan vergelijkt de op-amp comparator het referentiespanningsniveau met het piekniveau van het toegepaste signaal
En we weten dat het referentieniveau 0 is, dus
Zo, krijgen we
Tweede, in het geval van de negatieve helft van het sinusoïdale signaal, vergelijkt de op-amp comparator opnieuw het referentiespanningsniveau met de piek van het toegepaste signaal.
Omdat de schakeling ditmaal te maken heeft met de negatieve helft van het signaal, zal de piek dus een negatieve polariteit hebben.
Wederom
Dus,
Zo krijgen we
Op deze manier detecteert de nuldoorgangsdetector de verandering in het niveau van het toegepaste signaal.
Input- en outputgolfvorm
Van meet af aan vermelden we dat een nuldoorgangsdetector ook bekend staat als een blokgolfgenerator. De uitgang van de venster comparator is niets anders dan een blokgolf.
Laten we nu eens kijken naar de ingangs- en uitgangsgolfvorm van een nuldoorgangsdetector:
Zoals we onlangs hebben besproken dat V0 voor de positieve helft van het toegepaste signaal – Vsat is,
Dit is de reden waarom we een negatieve helft van de blokgolf aan de uitgang hebben bereikt wanneer de positieve helft van het sinusoïdale signaal wordt toegepast. Terwijl V0 voor de negatieve helft van het sinusoïdale signaal + Vsat,
Dus wordt aan de uitgang de positieve helft van de blokgolf verkregen voor de negatieve helft van het sinusoïdale signaal. Dit wordt duidelijk getoond in de golfvormrepresentatie.
Dus, bij het waarnemen van de outputgolfvorm kunnen wij zeggen dat de output de aanwezigheid van inputsignaal boven of onder het referentieniveau d.w.z., 0 volts.
Toepassingen van Nuldoorgangs Detector
Nuldoorgangsdetectors vinden wijd toepassingen in elektronikacircuits hoofdzakelijk voor het schakelen doel en in fase gesloten lus. Ook, worden deze gebruikt in frequentietellers en in fasemeters.
Het kan ook als fasemeters worden gebruikt, aangezien het kan worden gebruikt om de fasehoek tussen twee voltage te meten dat op zijn terminals.
wordt toegepast