过零检测电路

过零检测电路是一个常见的应用，其中运算放大器用作比较器。它常被用来追踪正弦波形的变化，比如从正到负或从负到正的过零点电压的情况。它同样被可被用作方波生成器。过零检测电路还有许多应用，比如标志信号发生器，相位计和频率计等。过零检测电路可以用很多方法来设计，比如使用晶体管，使用运算放大器或是光耦IC等。该文中我们将使用运算放大器来打造一个过零检测电路，正如上面所说，此处的运算放大器用作比较器。过零检测电路的理想波形如下

从上图中可以看出当正弦波形过零时，运算放大器会从正转负或是从负转正。这就是过零检测器如何检测波形过零的。如你所见，输出波形为一个方波，所以过零检测器也被成为方波生成电路。所需元器件运算放大器（LM741）变压器（230V到12V）9V电源电阻（10kΩ x 3）面包板导线示波器电路图

230V电源给到一个12-0-12V的变压器，它的相位输出连接到运算放大器的二号引脚，零线与电池的接地端短接。电池的征集引脚与运算放大器的第7号引脚相连（Vcc）。

过零检测电路的原理在过零检测电路中，运算放大器的非反向引脚与地相连，从而作为参考电压，而一个正弦波输入（Vin）则输入运算放大器的反向引脚，如电路图说是。随后输入电压与参考电压作比较。此处可以使用大部分运算放大器的IC，这里我们用的是LM741.现在，我们来考虑正弦波的正半轴。我们知道当非反向引脚端的电压要低于反向引脚时，运算放大器的输出为低或处于反向饱和状态。因此，我们会看到一个负电压的波形。再来看正弦波的负半轴，非反向引脚（参考电压）的电压大于反向引脚（输入电压），所以运算放大器的输出为高或正向饱和状态。因此，我们会看到一个正电压的波形，如下图所示。

使用光耦的过零检测电路我们上面提到设计过零检测电路有许多方式。以下电路中我们使用了光耦来实现同样的过零检测电路。通过观察输出电压你可以发现每当输入交流波过零时，输出波形为高。

以下是使用光耦的过零检测电路输出波形