基于專(zhuān)用比較器IC的高精度檢零器介紹

電路的功能

本電路也稱(chēng)作零交檢測器，它與信號幅度無(wú)關(guān)，用穿越零電壓的瞬間獲得脈沖輸出。即使不是周期性信號，也能準確地檢測。通過(guò)測量其周期，也可獲得信號頻譜分布。

電路工作原理

比較器A1把基準電壓作為零進(jìn)行比較，開(kāi)環(huán)增益很高可以進(jìn)行準確的零點(diǎn)檢測。但是，如果輸入信號中含有噪聲，穿越零點(diǎn)附近時(shí)，輸出會(huì )出現“跳躍”現象，通常施加一定的滯后電壓，使工作穩定。，M311H作為集電極開(kāi)路輸出時(shí)，其滯后電壓由R1、R2分壓獲得。輸出從“L”電平向“H”電平變化時(shí)過(guò)零。

為了避免滯后帶來(lái)的誤差，下級單穩態(tài)多諧振蕩器從A輸入，利用脈沖上升緣觸發(fā)，如果換成從B輸入，因為輸入信號電平從“H”變“L”時(shí)觸發(fā)，產(chǎn)生定時(shí)偏移。

滯后電壓有利于工作穩定，但會(huì )增加誤差，可根據需要在輸入回路增加云除噪聲的濾波器。

各部分的定時(shí)采用圖A所示的基本方法，把311H輸出從“L”變?yōu)?ldquo;H”的點(diǎn)選為零點(diǎn)。如果輸入信號從負變正時(shí)也需要定時(shí)，可使用“異或”門(mén)，并對311H輸出的脈沖兩邊進(jìn)行微分，電阻R和電容器C的時(shí)間常數應比預計的最小周期短。

單穩態(tài)多諧振蕩器4538可采用T=C2.R5的公式計算其同步時(shí)間T，它與電源電壓無(wú)關(guān)。如果電路用來(lái)微分長(cháng)周期輸入信號，應根據使用要求確定定時(shí)參數。

本電路使用正負15伏的電源，如果單穩態(tài)多諧振蕩器改用TTL電路或74HC，應改用5V的邏輯電源。

元件的選擇

采用專(zhuān)用比較器IC可以加快響應時(shí)間，這是因為它象OP放大器那樣，具有很高的開(kāi)環(huán)增益。用于A(yíng)C電源線(xiàn)路時(shí)，可選用慢速比較器或OP放大器。

如果要求響應速度高，可選用LM319或LM360，同時(shí)把IC2換成TTL或HS-CMOS單穩態(tài)多調振蕩器。

確定滯后量的R2可根據精度和穩定性要求來(lái)決定其阻值，在本電路中它由輸入信號的噪聲決定。最好還是加上電容器C1，預先把噪聲降低。