Detector de Cruce x Cero

DETECTOR DE PASAJE POR CERO. Introducción.

Un Amplificador Amplificador Operacional puede ser utilizado para determinar cual de dos señales en sus entradas es mayor. Basta con que una de estas señales sea ligeramente mayor para que cause que la salida salida del amplifica amplificador dor operaci operaciona onall sea máxima máxima,, ya sea posit positiva iva (!sat" o negativa (#!sat". $sto se de%e a que el operacional se utiliza en lazo a%ierto (tiene ganancia máxima" &a ganancia real de un amplificador operacional es de ', o más y la f)rmula de la señal de salida es* !out !out + AO& (! - !'" onde*  # !out + tensi)n de salida  # AO& + ganancia de amplificador operacional en lazo a%ierto (', o más"  # ! y !' + tensiones de entrada (las que se comparan".

Objetivo. •

!erificar el funcionamiento del detector de cruce por cero, discutir so%re las diferentes aplicaciones que se pueden dar en el área de la instrumentaci)n.

Material. • • • •

/omparador 001 2esistencias 3  4enerador de funciones Osciloscopio

Desarrollo. Detector de cruce por cero no inversor. $n la siguiente figura, se muestra el circuito de detecci)n de cruce por cero no inversor . XSC1

Ext Trig +  _  B

 A +

0

 _ 

U1 0

2

COMPARATOR_VIRTUAL

R1 1kΩ 0

1 XFG1

+

_ 

$l volta5e de la entrada no inversora se compara con el volta5e de referencia en la entrada inversora (en este caso, está conectada a tierra )  volts", cuando el volta5e en la entrada es más positivo que !, el volta5e de salida será igual al volta5e de saturaci)n del amplificador operacional, esto es un poco menor que el volta5e de polarizaci)n ! //. /uando el volta5e en la entrada es más negativo que el volta5e de referencia, entonces el volta5e de salida será igual al volta5e de saturaci)n negativo -!6A7. e la misma forma, cuando el volta5e de entrada es mayor que el volta5e de referncia, el volta5e de salida !sat. $sto se puede apreciar con mayor claridad en la siguiente gráfica.

$n la figura, se muestra la señal de salida que se o%tiene cuando se aplica una señal triangular de  8z. /omo se puede o%servar, durante el ciclo positivo de la señal de entrada ! i, la señal de salida !o será igual al volta5e de saturaci)n positivo ! 6A79 por otra parte, cuando el la señal de entrada se encuentra en su ciclo negativo, el volta5e de salida ! o será igual al volta5e de saturaci)n negativo #! 6A7 del amplificador operacional. Detector de cruce por cero inversor A:ora se procede con el detector inversor de la siguiente figura. XSC1

Tektronix P G

1 2 3 4

U1

0

2 COMPARATOR_VIRTUAL

R1 1kΩ 0

1 XFG1

0

T

$n el detector de cruce por cero inversor, el volta5e de salida será -! 6A7  cuando el volta5e de entrada es más positivo que el volta5e de referencia (!" y cuando el volta5e de entrada es más negativo que el volta5e de referencia, la salida será !sat. e la misma manera se puede, apreciar con mayor claridad en la figura siguiente.

6e o%serva que la señal de salida ! o se encuentra invertida a la señal de entrada, de%ido a que la configuraci)n del circuito es inversora. Asimismo, se puede ver que durante el ciclo positivo de la señal de entrada ! i, el volta5e de la señal de salida será #!6A7 y, cuando la señal de entrada se encuentra en su ciclo negativo, la señal de salida será ! 6A7. Conclusiones

&os circuitos detectores de cruce por cero, son sumamente sencillos en su construcci)n, y altamente ;tiles. 7ienen un amplio campo de aplicaci)n, que va desde comparar  señales, como se :izo en esta práctica, :asta aplicaciones más comple5as en las que se com%inan con elementos mecánicos y neumáticos, para formar indicadores de nivel. ada a su fácil construcci)n es importante tenerlos en cuenta al momento de realizar un tra%a5o de instrumentaci)n. 6e de%e :acer menci)n que se tuvieron algunos pro%lemas con el 001, ya que necesita una resistencia de pull#up para poder visualizar la señal de salida.