Circuito y funcionamiento del detector de cruce por cero

Circuito y funcionamiento del detector de cruce por cero

Un detector de cruce por cero o ZCD es un tipo de comparador de voltaje, que se usa para detectar una transición de forma de onda sinusoidal de positivo a negativo, que coincide cuando el i / p cruza la condición de voltaje cero. En este artículo, discutimos el cruce por cero circuito detector con dos circuitos, principios de funcionamiento, teoría y aplicaciones diferentes. Las aplicaciones del detector de cruce por cero son medidor de fase y generador de marcador de tiempo.

Circuito detector de cruce por cero

El detector de cruce por cero es un comparador de voltaje que cambia el o / p entre + Vsat y –Vsat cuando el i / p cruza el voltaje de referencia cero. En palabras simples, el comparador es un básico amplificador operacional se utiliza para comparar dos voltajes simultáneamente y cambia el o / p según la comparación. De la misma forma, podemos decir que ZCD es un comparador.


Circuito detector de cruce por cero

Circuito detector de cruce por cero



El circuito detector de cruce por cero se utiliza para producir un interruptor de etapa o / p siempre que i / p cruza la referencia i / py está conectado al terminal GND. El o / p del comparador puede impulsar varias salidas, como un indicador LED, un relé y una puerta de control.

Detector de cruce por cero basado en IC 741

El circuito detector de cruce por cero es una aplicación principal del circuito comparador. También se puede nombrar como el convertidor de onda sinusoidal a cuadrada. Para ello, cualquiera de los comparadores inversor / no inversor se puede utilizar como detector de cruce por cero.

La única variación que se debe introducir es el Vref (voltaje de referencia) con el que se va a comparar el voltaje i / p, debe hacerse voltaje de referencia cero (Vref = 0V). Una onda sinusoidal i / p se da como Vin. Estos se muestran en la siguiente inversión circuito comparador diagrama y también formas de onda i / py o / p con un voltaje de referencia de 0V.

ZCD como generador de marcadores de tiempo

ZCD como generador de marcadores de tiempo

Como se muestra en la siguiente forma de onda, para un voltaje de referencia (Vref), cuando la onda sinusoidal de entrada lo permite a través del voltaje cero y va en la dirección positiva. El voltaje o / p se conduce a una saturación negativa. De la misma manera, cuando Vin lo permite a través de cero y va en la dirección del negativo, Vout se conduce a una saturación positiva. Los diodos del circuito anterior se denominan diodos de pinza. Estos diodos se utilizan para proteger el amplificador operacional contra daños debido a un aumento de Vin.


En algunas aplicaciones particulares, Vin puede ser una forma de onda de baja frecuencia que provoca una interrupción en el tiempo para que Vin cruce el nivel cero. Además, esto provoca un retraso en el Vout para cambiar entre los dos niveles de saturación (superior e inferior). Al mismo tiempo, los ruidos i / p en el IC pueden hacer que Vout cambie entre los niveles de saturación. Por lo tanto, los cruces por cero se identifican para voltajes de ruido además de Vin. Estos problemas pueden eliminarse mediante el uso de un circuito de retroalimentación reformado con retroalimentación positiva que hace que Vout cambie más rápido. Por lo tanto, elimina la posibilidad de cualquier cruce por cero falso debido a voltajes de ruido en la entrada del amplificador operacional.

Forma de onda del detector de cruce por cero basado en 741 IC

741 Forma de onda del detector de cruce por cero basado en IC

El funcionamiento de un detector de cruce por cero puede asumirse fácilmente si conoce el funcionamiento de un comparador de amplificador operacional básico. En este detector, estamos configurando uno de los i / ps como cero que es Vref = OV. El o / p se determina en –Vsat cuando la señal i / p pasa a través de la dirección 0 a + ve. Igualmente, cuando la señal i / p pasa de cero a la dirección –ve, o / p cambia a + Vsat.

Aplicaciones del detector de cruce por cero

Los circuitos detectores de cruce por cero se pueden usar para verificar el estado de un amplificador operacional. Y también se utiliza como contador de frecuencia y con fines de conmutación en electrónica de potencia circuitos.

ZCD como medidor de fase

Se puede utilizar un ZCD para medir el ángulo de fase entre dos voltajes. Se adquiere una secuencia de pulsos en los ciclos + ve y -ve para medir el voltaje entre el intervalo de tiempo del pulso de voltaje de onda sinusoidal y la segunda onda sinusoidal. Este intervalo de tiempo está relacionado con la diferencia de fase entre los dos voltajes de onda sinusoidal i / p. El uso de medidor de fase varía de 0 ° a 360 °.

ZCD como generador de marcadores de tiempo

Para una onda sinusoidal i / p, la o / p del detector de cruce por cero es una onda cuadrada, además pasará a través de un circuito en serie RC. Esto se muestra en la siguiente figura.

Detector de cruce por cero basado en IC 741

Detector de cruce por cero basado en IC 741

Si la constante de tiempo RC es muy pequeña en comparación con el período 'T' de la onda sinusoidal i / p, entonces el voltaje a través de R del Circuito RC n / w llamado Vr será una serie de pulsos + ve y –ve. Si el voltaje 'Vr' se aplica a un circuito de clipper utilizando un diodo D, la tensión de carga VL tendrá sólo + ve pulsos y recortará los –ve pulsos. Por lo tanto, un detector de cruce por cero (ZCD) cuya i / p es una onda sinusoidal se ha cambiado a una secuencia de pulsos positivos en el intervalo 'T' agregando una red RC y un circuito de recorte.

Por lo tanto, se trata del funcionamiento del circuito detector de cruce por cero y sus aplicaciones. Esperamos que comprenda mejor este concepto. Además, cualquier duda sobre este concepto o proyectos eléctricos y electrónicos , dé sus valiosas sugerencias comentando en la sección de comentarios a continuación. Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuál es la función del detector de cruce por cero?