過(guò)零比較器即為在輸入信號(hào)穿越0電平時(shí)，輸出脈沖。將輸入信號(hào)與零電平進(jìn)行比較。當(dāng)輸入信號(hào)的電壓超過(guò)零電平時(shí)，輸出電路為高電平；當(dāng)輸入信號(hào)電壓小于或等于零電平時(shí)，輸出電路為低電平。
過(guò)零比較器是用于檢測(cè)信號(hào)是否經(jīng)過(guò)了某個(gè)閾值，并在信號(hào)穿過(guò)閾值時(shí)輸出一個(gè)短脈沖信號(hào)的電路元件。通常情況下，過(guò)零比較器會(huì)用于交流電路中的零點(diǎn)檢測(cè)和調(diào)光等應(yīng)用，其輸出信號(hào)常常可用于控制其他開關(guān)電路，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電路的控制。
過(guò)零比較器原理
利用對(duì)稱放大器和比較器的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)交流信號(hào)的檢測(cè)。在交流信號(hào)為正半周的時(shí)候，比較器輸出低電平，當(dāng)信號(hào)變?yōu)樨?fù)半周時(shí)，比較器輸出高電平。通過(guò)這樣的方式，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流信號(hào)的零點(diǎn)檢測(cè)。
過(guò)零比較器的電路結(jié)構(gòu)一般由一個(gè)放大器、一個(gè)比較器以及一個(gè)零點(diǎn)交叉檢測(cè)電路構(gòu)成。其中放大器的作用是對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，以便更好地進(jìn)行比較。而比較器則會(huì)比較放大后的信號(hào)和一個(gè)固定的參考電壓，當(dāng)信號(hào)超過(guò)這個(gè)參考電壓時(shí)，比較器輸出高電平，否則輸出低電平。零點(diǎn)交叉檢測(cè)電路則可以通過(guò)對(duì)正弦交流信號(hào)的零點(diǎn)位置進(jìn)行檢測(cè)，從而確定交流信號(hào)穿過(guò)參考電壓的時(shí)刻，進(jìn)而輸出一個(gè)短脈沖信號(hào)。
當(dāng)輸入信號(hào)Vi為一正弦波時(shí)，Vi每過(guò)零一次，比較器的輸出Vo將產(chǎn)生一次電壓跳變，輸入Vi，輸出Vo，經(jīng)RC微分電路后的輸出Vo’如下圖所示：
過(guò)零比較器電路圖
過(guò)零比較器根據(jù)輸入方式的不同分為反相輸入式和同相輸入式兩種。反相輸入式過(guò)零比較器的同相輸入端接地，而同相輸入式過(guò)零比較器的反相輸入端接地。
對(duì)于反相輸入式過(guò)零比較器，當(dāng)輸入信號(hào)電壓ui>0時(shí)，輸出電壓u。=-u0m。；當(dāng)u1<0 時(shí)，u。=+u0m。反相輸入式過(guò)零比較器電路及電壓傳輸特性如圖所示。
對(duì)于同相輸入式過(guò)零比較器，當(dāng)輸入信號(hào)電壓u1>0時(shí)，輸出電壓u。=+u0m；當(dāng)ui<0 時(shí)，u0=-u0m。同相輸入式過(guò)零比較器電路及電壓傳輸特性如圖所示。
圖 反相輸入式過(guò)零比較器
圖 同相輸入式過(guò)零 比較器
對(duì)于反相輸入式過(guò)零比較器當(dāng)輸入電壓為正弦波電壓ui，時(shí)，則u1。為矩形波。
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