過零檢測器（Zero Crossing Detector，ZCD）是一種用于檢測信號波形過零點(diǎn)的電子設(shè)備。在許多應(yīng)用中，如同步、相位鎖定環(huán)路（PLL）和頻率檢測等，過零檢測器都發(fā)揮著重要作用。過零檢測器的基本原理是通過對輸入信號進(jìn)行處理，當(dāng)信號從正變?yōu)樨?fù)或從負(fù)變?yōu)檎龝r(shí)，產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號。這個(gè)脈沖信號可以用來表示輸入信號的過零點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對信號頻率和相位的測量。

過零檢測器作用

• ZCD 作為相位計(jì)
• ZCD 作為時(shí)間標(biāo)記生成器
• 交流電源控制器
• 感應(yīng)電機(jī)速度控制和軟啟動(dòng)器
• 使用 Arduino 等的晶閘管觸發(fā)角控制

過零檢測器的工作原理可以分為以下幾個(gè)步驟：

首先，將輸入信號通過一個(gè)帶通濾波器，以濾除不必要的高頻噪聲和低頻漂移。這樣可以確保過零檢測器能夠準(zhǔn)確地檢測到信號的過零點(diǎn)，而不受噪聲和漂移的影響。

接下來，將濾波后的信號送入一個(gè)比較器。比較器的作用是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，即當(dāng)輸入信號大于0時(shí)輸出高電平，小于0時(shí)輸出低電平。這樣，比較器的輸出信號就是一個(gè)方波信號，其上升沿和下降沿分別對應(yīng)輸入信號的正過零點(diǎn)和負(fù)過零點(diǎn)。

然后，將比較器的輸出信號送入一個(gè)微分電路。微分電路的作用是檢測信號的變化率，即當(dāng)信號發(fā)生突變時(shí)輸出一個(gè)脈沖信號。對于方波信號來說，其上升沿和下降沿都是突變點(diǎn)，因此微分電路會(huì)在這兩個(gè)時(shí)刻產(chǎn)生脈沖信號。

最后，將微分電路的輸出信號通過一個(gè)邏輯電路，以實(shí)現(xiàn)對方波信號的上升沿和下降沿的區(qū)分。這樣，我們就可以得到一個(gè)只在輸入信號的正過零點(diǎn)和負(fù)過零點(diǎn)產(chǎn)生脈沖的信號，即過零檢測器的輸出信號。