過零檢測電路是一個(ge) 常見的應用，其中運算放大器用作比較器。它常被用來追蹤正弦波形的變化，比如從(cong) 正到負或從(cong) 負到正的過零點電壓的情況。它同樣被可被用作方波生成器。過零檢測電路還有許多應用，比如標誌信號發生器，相位計和頻率計等。過零檢測電路可以用很多方法來設計，比如使用晶體(ti) 管，使用運算放大器或是光耦 IC 等。該文中我們(men) 將使用運算放大器來打造一個(ge) 過零檢測電路，正如上麵所說，此處的運算放大器用作比較器。

過零檢測電路的理想波形如下

從(cong) 上圖中可以看出當正弦波形過零時，運算放大器會(hui) 從(cong) 正轉負或是從(cong) 負轉正。這就是過零檢測器如何檢測波形過零的。如你所見，輸出波形為(wei) 一個(ge) 方波，所以過零檢測器也被成為(wei) 方波生成電路。

所需元器件：

運算放大器（LM741）

變壓器（230V 到 12V）

9V 電源

電阻（10kΩ x 3）

麵包板

導線

示波器

電路圖

230V 電源給到一個(ge) 12-0-12V 的變壓器，它的相位輸出連接到運算放大器的二號引腳，零線與(yu) 電池的接地端短接。電池的征集引腳與(yu) 運算放大器的第 7 號引腳相連（Vcc）。

過零檢測電路的原理

在過零檢測電路中，運算放大器的非反向引腳與(yu) 地相連，從(cong) 而作為(wei) 參考電壓，而一個(ge) 正弦波輸入（Vin）則輸入運算放大器的反向引腳，如電路圖說是。隨後輸入電壓與(yu) 參考電壓作比較。此處可以使用大部分運算放大器的 IC，這裏我們(men) 用的是 LM741.

現在，我們(men) 來考慮正弦波的正半軸。我們(men) 知道當非反向引腳端的電壓要低於(yu) 反向引腳時，運算放大器的輸出為(wei) 低或處於(yu) 反向飽和狀態。因此，我們(men) 會(hui) 看到一個(ge) 負電壓的波形。

再來看正弦波的負半軸，非反向引腳（參考電壓）的電壓大於(yu) 反向引腳（輸入電壓），所以運算放大器的輸出為(wei) 高或正向飽和狀態。因此，我們(men) 會(hui) 看到一個(ge) 正電壓的波形，如下圖所示。

使用光耦的過零檢測電路

我們(men) 上麵提到設計過零檢測電路有許多方式。以下電路中我們(men) 使用了光耦來實現同樣的過零檢測電路。通過觀察輸出電壓你可以發現每當輸入交流波過零時，輸出波形為(wei) 高。

以下是使用光耦的過零檢測電路輸出波形