基于专用比较器IC的高精度检零器介绍

电路的功能

本电路也称作零交检测器，它与信号幅度无关，用穿越零电压的瞬间获得脉冲输出。即使不是周期性信号，也能准确地检测。通过测量其周期，也可获得信号频谱分布。

电路工作原理

比较器A1把基准电压作为零进行比较，开环增益很高可以进行准确的零点检测。但是，如果输入信号中含有噪声，穿越零点附近时，输出会出现“跳跃”现象，通常施加一定的滞后电压，使工作稳定。，M311H作为集电极开路输出时，其滞后电压由R1、R2分压获得。输出从“L”电平向“H”电平变化时过零。

为了避免滞后带来的误差，下级单稳态多谐振荡器从A输入，利用脉冲上升缘触发，如果换成从B输入，因为输入信号电平从“H”变“L”时触发，产生定时偏移。

滞后电压有利于工作稳定，但会增加误差，可根据需要在输入回路增加云除噪声的滤波器。

各部分的定时采用图A所示的基本方法，把311H输出从“L”变为“H”的点选为零点。如果输入信号从负变正时也需要定时，可使用“异或”门，并对311H输出的脉冲两边进行微分，电阻R和电容器C的时间常数应比预计的最小周期短。

单稳态多谐振荡器4538可采用T=C2.R5的公式计算其同步时间T，它与电源电压无关。如果电路用来微分长周期输入信号，应根据使用要求确定定时参数。

本电路使用正负15伏的电源，如果单稳态多谐振荡器改用TTL电路或74HC，应改用5V的逻辑电源。

元件的选择

采用专用比较器IC可以加快响应时间，这是因为它象OP放大器那样，具有很高的开环增益。用于AC电源线路时，可选用慢速比较器或OP放大器。

如果要求响应速度高，可选用LM319或LM360，同时把IC2换成TTL或HS-CMOS单稳态多调振荡器。

确定滞后量的R2可根据精度和稳定性要求来决定其阻值，在本电路中它由输入信号的噪声决定。最好还是加上电容器C1，预先把噪声降低。