基于專用比較器IC的高精度檢零器介紹

電路的功能

本電路也稱作零交檢測器，它與信號幅度無關，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行比較，開環增益很高可以進行準確的零點檢測。但是，如果輸入信號中含有噪聲，穿越零點附近時，輸出會出現“跳躍”現象，通常施加一定的滯后電壓，使工作穩定。，M311H作為集電極開路輸出時，其滯后電壓由R1、R2分壓獲得。輸出從“L”電平向“H”電平變化時過零。

為了避免滯后帶來的誤差，下級單穩態多諧振蕩器從A輸入，利用脈沖上升緣觸發，如果換成從B輸入，因為輸入信號電平從“H”變“L”時觸發，產生定時偏移。

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

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

單穩態多諧振蕩器4538可采用T=C2.R5的公式計算其同步時間T，它與電源電壓無關。如果電路用來微分長周期輸入信號，應根據使用要求確定定時參數。

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

元件的選擇

采用專用比較器IC可以加快響應時間，這是因為它象OP放大器那樣，具有很高的開環增益。用于AC電源線路時，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，同時把IC2換成TTL或HS-CMOS單穩態多調振蕩器。

確定滯后量的R2可根據精度和穩定性要求來決定其阻值，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。