过零检测器电路是运算放大器作为比较器的有用应用。它用于跟踪正弦波形越过零电压时从正到负或反之的变化。它也可以用作方波发生器。零交叉检测器具有许多应用，例如时间标记发生器，相位计，频率计数器等。可以以多种方式设计零交叉检测器，例如使用晶体管，使用运算放大器或使用光耦合器IC。在本文中，我们将使用运算放大器构建一个过零检测器电路，并且如前所述，运算放大器将在此处用作比较器。
过零检测器的理想波形如下：
从上面的波形可以看出，每当正弦波过零时，运算放大器的输出就会从负变为正，或者从正变为负。当正弦波穿过正负时，它会从负向正移，反之亦然。这就是过零检测器每次检测波形何时过零的方式。可以看到输出波形是方波，因此过零检测器也称为方波发生器电路。
要了解有关运算放大器的更多信息，请检查其他运算放大器电路。
所需材料
- 运算放大器IC（LM741）
- 变压器（230V至12V）
- 9V电源
- 电阻（10k – 3nos）
- 面包板
- 连接线
- 示波器
电路原理图
230v电源提供给12-0-12V变压器，其相位输出连接到运算放大器的第二个引脚，并且零线与电池的地短路。电池的正极端子连接到运算放大器的第7引脚（Vcc）。
过零检测器电路的工作
如您所见，在过零检测器电路中，运算放大器的非反相端子与地面相连，作为参考电压，正弦波输入（Vin）被馈送到运算放大器的反相端子。在电路图中。然后将该输入电压与参考电压进行比较。此处可以使用任何通用运算放大器IC，我们已经使用了LM741运算放大器IC。
现在，当您考虑正弦波输入的正半周期时。我们知道，当同相端的电压小于反相端的电压时，运算放大器输出的输出为低或为负饱和。因此，我们将收到一个负电压波形。
然后，在正弦波的负半周中，同相端的电压（参考电压）变得大于反相端的电压（输入电压），因此运算放大器的输出变为高电平或正饱和。因此，我们将收到一个正电压波形，如下图所示：
因此很明显，该电路可以通过将其输出从负切换为正或从负切换为正来检测波形的零交叉。
使用光耦合器的过零检测器
正如我们已经提到的，设计过零检测器有很多方法。在下面的电路中，我们使用光耦合器。通过观察输出波形，您可以看到仅在每次输入交流波交叉零时，输出波形才变为高电平。
以下是使用光耦合器的过零检测器电路的输出波形：
过零脉冲输出在0°，180°和360°处变为高电平，或者每隔180°可以说。