دائرة كاشف عبور صفري

A معبر صفر كاشف الدائرة هو تطبيق مفيد من أب أمبير كما المقارنة. يتم استخدامه لتتبع التغير في شكل الموجة الجيبية من الموجب إلى السالب أو العكس أثناء عبوره للجهد الصفري. يمكن استخدامه أيضًا كمولد موجة مربعة. يحتوي Zero Crossing Detector على العديد من التطبيقات مثل مولد علامة الوقت ومقياس الطور وعداد التردد وما إلى ذلك. يمكن تصميم كاشف Zero Crossing بطرق عديدة مثل استخدام الترانزستور أو استخدام op-amp أو استخدام optocoupler IC. في هذه المقالة سوف نستخدم Op-amp لبناء دائرة كاشف معابر صفري وكما ذكرنا سابقًا ، سيعمل Op-amp كمقارن هنا.

فيما يلي الشكل الموجي المثالي لكاشف Zero Crossing:

يمكن أن نرى في الشكل الموجي أعلاه أنه كلما تجاوزت الموجة الجيبية الصفر ، سيتحول خرج Op-amp إما من سلبي إلى إيجابي أو من إيجابي إلى سلبي. إنها تتحول من السلبية إلى الموجبة عندما تعبر الموجة الجيبية الموجبة إلى السلبية والعكس صحيح. هذه هي الطريقة التي يكتشف بها Zero Crossing Detector عندما يتخطى شكل الموجة الصفر في كل مرة. كما يمكنك أن تلاحظ أن شكل الموجة الناتج هو موجة مربعة ، لذلك يسمى كاشف العبور الصفري أيضًا دائرة مولد الموجة المربعة.

لمعرفة المزيد حول op-Amps ، تحقق من دوائر op-amp الأخرى.

المواد المطلوبة

• Op-amp IC (LM741)
• محول (230 فولت إلى 12 فولت)
• 9V العرض
• المقاوم (10 كيلو - 3 عدد)
• اللوح
• توصيل الأسلاك
• راسم الذبذبات

مخطط الرسم البياني

230 فولت يتم توفير الإمداد لمحول 12-0-12 فولت ، ويتم توصيل خرج الطور الخاص به بالدبوس ^الثاني من Op-amp ويكون محايدًا قصيرًا مع أرضية البطارية. يتم توصيل الطرف الموجب للبطارية بالدبوس ^السابع (Vcc) لجهاز op-amp.

عمل حلبة كاشف المعابر الصفرية

في دائرة كاشف العبور الصفري ، يتم توصيل الطرف غير العكسي لـ Op-amp بالأرض كجهد مرجعي ويتم تغذية إدخال موجة جيبية (Vin) إلى الطرف العكسي لجهاز op-amp ، كما ترون في مخطط الدائرة. ثم تتم مقارنة جهد الدخل هذا بالجهد المرجعي. يمكن استخدام أي جهاز op-amp IC للأغراض العامة هنا ، فقد استخدمنا op-amp IC LM741.

الآن ، عندما تفكر في نصف دورة الموجب لمدخل الموجة الجيبية. نحن نعلم أنه عندما يكون الجهد عند الطرف غير المقلوب أقل من الجهد عند الطرف المقلوب ، فإن ناتج خرج Op-amp يكون منخفضًا أو تشبعًا سالبًا. ومن ثم ، سوف نتلقى شكل موجة جهد سالب.

ثم في الدورة النصفية السالبة للموجة الجيبية ، يصبح الجهد عند الطرف غير العكسي (الجهد المرجعي) أكبر من الجهد عند نهاية معكوسة (جهد الدخل) ، وبالتالي يصبح خرج Op-amp مرتفعًا أو ذو تشبع إيجابي. ومن ثم ، سوف نتلقى شكل موجة جهد موجب ، كما ترى في الصورة أدناه:

وبالتالي ، من الواضح أن هذه الدائرة يمكنها اكتشاف العبور الصفري لشكل الموجة عن طريق تحويل خرجها من السالب إلى الموجب أو من السالب إلى الموجب.

كاشف معابر صفري باستخدام Optocoupler

كما ذكرنا بالفعل أن هناك العديد من الطرق لتصميم كاشف معابر صفرية. هنا ، في الدائرة أدناه ، نستخدم مقرنة بصرية لنفسه. من خلال مراقبة شكل الموجة الناتج ، يمكنك أن ترى أن شكل الموجة الناتج يرتفع فقط عندما تعبر موجة الدخل AC الصفر في كل مرة.

يوجد أدناه شكل الموجة الناتج لدائرة كاشف التقاطع الصفري باستخدام Optocoupler:

ناتج النبضة العابرة للصفر يصبح مرتفعًا عند 0⁰ و 180⁰ و 360 أو يمكننا القول بعد كل 180⁰.