交流电源过零点检测的新方法
反电动势过零点检测
反电动势过零点检测引言在电力系统中，反电动势过零点检测是一项重要的技术，用于判断交流电源波形的零点位置。
它的应用广泛，包括电力传输、工业自动化、电动机控制等领域。
本文将介绍反电动势过零点检测的原理、方法和应用。
原理反电动势（Back Electromotive Force, BEMF）是指当一个感应线圈中的磁场发生变化时，在线圈中产生的自感电动势。
在交流电源中，根据正弦波特性，当交流信号经过零点时，磁场的变化率最大，因此反电动势也会达到峰值。
通过检测反电动势过零点，可以准确判断交流信号波形的相位和频率。
方法1. 零点比较法零点比较法是最常用的反电动势过零点检测方法之一。
它基于对比输入信号与参考信号之间是否存在差异来判断过零点位置。
具体步骤如下： 1. 选择一个合适的参考信号源，并将其与输入信号进行比较。
2. 当输入信号与参考信号之间的差异达到设定的阈值时，判断为过零点。
2. 零序电流法零序电流法是一种通过检测电路中的零序电流来判断过零点位置的方法。
它基于交流电源在过零点时，电路中的零序电流最大。
具体步骤如下： 1. 在待检测的线路中加入一个合适的传感器，用于检测线路中的零序电流。
2. 监测传感器输出信号，并通过峰值检测或均值检测等方法，确定零序电流最大值对应的时间点。
3. 零相位比较法零相位比较法是一种通过比较输入信号与延迟后的信号之间相位差来判断过零点位置的方法。
具体步骤如下： 1. 将输入信号进行延迟处理，使其与原始信号存在一定时间差。
2. 比较延迟后的信号与原始信号之间是否存在相位差。
3. 当相位差达到设定阈值时，判断为过零点。
应用反电动势过零点检测在许多领域都有广泛应用。
1. 电力传输在电力传输系统中，反电动势过零点检测被用于同步发电机和电网之间的相位同步。
通过准确判断交流信号波形的过零点位置，可以确保发电机与电网之间的相位差最小，从而提高能量传输效率。
2. 工业自动化在工业自动化系统中，反电动势过零点检测被广泛应用于驱动控制系统。
过零检测故障解决方法
过零检测故障解决方法过零检测是电子电路中常见的一种保护措施，用于检测交流信号是否达到了零点，防止过电流、过压等可能造成的损坏。
在实际应用中，过零检测也会出现故障，导致系统无法正常工作。
下面列出了10条关于过零检测故障解决方法。
1.检查过零检测元件是否损坏过零检测电路中常用的元件包括晶体管、二极管、光耦等，可以通过检查这些元件是否损坏来判断故障来源。
2.检查供电电源是否正常过零检测电路需要外部供电电源，如果供电电源异常，可能导致过零检测电路无法正常工作。
检查供电电源是否正常也是一种有效的故障排除方式。
3.检查电路接线是否正确过零检测电路中涉及的接线非常复杂，如果接线错误，也可能导致过零检测故障。
检查电路接线是否正确也是一种有效的故障排除方式。
4.检查信号源是否正常过零检测需要检测交流信号是否达到了零点，如果信号源异常，那么过零检测也会出现问题。
检查信号源是否正常也是一种有效的故障排除方式。
5.检查负载是否正常过零检测电路中负载的电阻、电容等参数也会影响电路的工作状态。
检查负载是否正常也是一种有效的故障排除方式。
6.检查过零检测信号是否正常通过示波器等工具检测过零检测信号是否正常也是一种有效的故障排除方式。
7.检查过零检测电容是否正常过零检测电路中的电容可能会老化或损坏，导致过零检测故障，检查过零检测电容是否正常也是一种有效的故障排除方式。
8.检查过零检测电阻是否正常过零检测电路中的电阻也可能会老化或损坏，导致过零检测故障，检查过零检测电阻是否正常也是一种有效的故障排除方式。
9.检查过零检测电路的地线是否正常过零检测电路的地线也可能会松动或受到其他因素的影响，导致过零检测故障，检查过零检测电路的地线是否正常也是一种有效的故障排除方式。
10.检查过零检测电路中的连接器是否正常过零检测电路中的连接器也可能会松动或受到其他因素的影响，导致过零检测故障，检查过零检测电路中的连接器是否正常也是一种有效的故障排除方式。
一种三相同步整流电源过零检测电路
一种三相同步整流电源过零检测电路一种三相同步整流电源过零检测电路是一种电路设备，是指将三个单相桥式整流电路连接起来，使用三相桥式整流电路来提供稳定的电源，并且可以检测电源的过零点。
本文将从组成电路、原理、优缺点几方面进行阐述。
一、组成电路这种三相同步整流电源过零检测电路的组成电路非常简单，由三个单相桥式整流电路组成，并且每个桥式整流电路具备一个零点检测DIODE，主要功能是用来检测三个绕组之间的间隔电压，判断是否达到过零点。
二、原理在三相同步整流电源过零检测电路中，三个绕组的分别作用于每个支路的同一相位上。
因此此电路得以为直接转换器。
由于三相交流电每120度的相位差，所以三相桥式整流电路可以保证一个平滑的输出。
此外，这种电路具有广泛的应用，能够在许多设备上使用。
当输入电压到达最高点时，当前的流程将通过集成电路进行控制，从而通过开关来控制光耦，为下一阶段的工作做好准备。
当电压下降到零时，所有光耦都会被关闭，开关器的输出将输出至同步回路的继电器中，进行下一步的工作。
三、优缺点这种电路的优点非常明显，它能够提供稳定的三相直流输出，并且监测三相之间的间隔电压，从而实现过零点检测。
此外，它工作稳定，交流电转直流电的效率高，不会出现大量的功率消耗的灯泡效应。
然而，这种三相同步整流电源过零检测电路也有一些缺点，例如电路中的一些元件需要使用高质量的材料进行制造，所以需要一定的成本投入。
此外，如果电路出现问题，则需要一定的技能对其进行修理。
综上所述，虽然这种电路的成本较高，但它的实用价值是值得人们去发掘的。
未来，随着科技的不断进步，这种电路将得到更广泛的应用，为更多设备提供稳定的电源输出。
单相逆变器过零处理
单相逆变器过零处理
单相逆变器过零处理是一种用于控制交流输出波形的技术，主要用于将直流电源转换为交流电源。
过零处理旨在减少电网中的谐波干扰，改善逆变器输出的波形质量。
以下是单相逆变器过零处理的基本原理和方法：
1.过零检测：在交流电源中，电压和电流的波形会经过零点。
逆变器通过过零检测技术来确定波形何时经过零点。
这可以通过检测电压波形或电流波形的零点来实现。
2.零点切换：一旦过零点被检测到，逆变器可以进行零点切换，即改变逆变器的工作状态。
这通常涉及到切换逆变器的功率开关，以确保输出波形在过零点处平滑切换。
3.PWM控制：为了更好地控制输出波形，通常使用脉冲宽度调制（PWM）技术。
通过调整PWM信号的占空比，可以实现对输出波形的精确控制，包括在过零点处的切换。
4.减小谐波：过零处理有助于减小逆变器输出中的谐波。
通过在过零点进行平滑的切换，可以减少高频谐波的产生，从而提高输出波形的质量。
5.降低电磁干扰：过零处理还有助于降低逆变器对电网的电磁干扰。
精确的过零切换可以减少逆变器在电网中引入的电磁噪声。
6.改善功率因数：过零处理可以帮助改善逆变器的功率因数。
通过在过零点附近进行控制，可以减小电网中的无功功率。
7.逆变器控制算法：过零处理需要逆变器内部采用相应的控制算法。
这可能涉及使用微处理器或数字信号处理器来实时计算过零点和调整PWM信号。
总的来说，单相逆变器的过零处理是一种重要的技术，可通过精确控制波形的切换来改善输出波形质量、降低谐波和电磁干扰，以及提高功率因数。
这对于逆变器在可再生能源系统和其他电源应用中的稳定运行非常关键。
合泰单片机交流电过零检测方案
Ij
=
VRMS R1 + R2
<
I j _ max
= 400uA
(2)
如果VRMS =230V，R1=R2=2M ohms，可以得到注入电流为：: 230
I j = 2*106 + 2 *106 = 57.5uA < 400uA
当输入的 AC 电源为 230V AC/50Hz，相应 ZCD 电路的实际波形如图 4 (无负载时) 和图 5 (带 负载时)。 这里 CH1 连接测试点 TP2；而 CH2 连接测试点 TP1。在图 6 所示中，当 PA5 Pin 上之输入信号电位从 0V 上升到 0.7VDD=0.7×5V=3.5V (即高准位门限值，请参照 Datasheet 之 DC 特性)，此时输入信号的过零点将滞后 240µs。当然，改变两个限流电阻 R1 和 R2 的 阻值，可以改变过零点滞后时间。由此可见，合适的滞后时间不会影响 AC 电源频率测量 的精度，所以我们建议过零点限流电阻阻值最好选取为 4MΩ~ 5MΩ，从而保证过零注入
4M H Z Y1
Z1 5.1V
D1
+5V
C4
C5
470U/16V 104
1N4007 +5V
R5
C7
100K 10 4
RST
R6 10K
C8 104
图1
电源电路
供给 HT46R47 的电源是通过阻容降压来获得的，其具体电路由 R7、R3、C5、D1、D6、 C1 和 C4 构成，如图 2 所示。在该范例中，所设计之总输入电流一般来说，在一定的工作 电源下必须满足最大输出电流。最大输出电流可以通过如下公式计算出：
电流 Ij < I peak (400µA)而又不会出现波形变形。
过零检测有几种方式？
过零检测是用于交流电路控制的重要技术，常用于交流电源或家电领域。
过零检测是指在交流电信号的波形上检测哪些时间点是波形通过零点的时间点，以便于控制电路在零点或附近进行开关等操作。
以下是几种常见的过零检测方式：
1. 零点比较法：零点比较法是最常见的过零检测方式。
该方法以一个已知电平（通常为中心点）为参考电平，将交流信号进行正负比较，从而检测到零点。
- 优点：简单、实现成本低。
- 缺点：可能会出现漏检或误检。
2. 延时比较法：延时比较法依赖于加减运算的结果来检测过零点。
该方法将一定量的延时作为参考，以比较两个样本（当前和延迟后）的大小。
- 优点：准确度更高，误检率更低。
- 缺点：需要更多的硬件和运算开销。
3. 微处理器法：在执行过零检测程序时，微处理器使用特殊的地面线（或命令跳转）直接连接到零点。
- 优点：精度高，稳定可靠。
- 缺点：成本较高。
需要根据具体应用场景的要求和限制，选择合适的过零检测方案。
在选择方案之前，需要对使用场景和方案特点进行充分的分析和评估，以确保方案的可行性和便利性。
三相交流电源过零点及相序检测电路设计
收稿 日期 ：２０１５—０３—２５ 作者简介 ：付燕星（１９９０一），女 ，工学硕士 ，研 究方向为低 压 电气产
品研发 ，智能电器 、仪器仪表等。
．． —
—ห้องสมุดไป่ตู้
１３２ ·－——
没有零线 ，缺少作为基准的零点位 ，这给单片机检测 相 电压过零点带来难度 ，本文需要构建零点电路使 线 电压变成相电压。将三相相电压接到三组阻值相 同 、星 型连 接 的电阻 上 ，如 图 ２所 示 。设 中心点 电压 为 ，三相 交流 电压 Ｕ相 、 相 、 相相 位依 次 相差 １２０。，Ｕｕ＋ ＋Ｕ ＝０。根 据结 点 电流定律 ：
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ ２１２０１３，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂｅｃａｕｓｅ ｔｈｅ ｃｏｓｔ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｐｈａｓｅ ＡＣ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｐａｓｓ－ｚｅｒｏ ｄｅｔｅｃｔ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｓ ｅｘｐｅｎｓｉｖｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｎｏｔ ａｃｃｕｒａｔｅ ｎｏｗａｄａｙｓ． Ａ ｎｏｖｅｌ ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｏｒ ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ ＡＣ ｖｏｌｔａｇｅ ｚｅｒｏ—ｐｏｉｎｔ ｉｎｓｐｅｃｔｉｎｇ ａｎｄ ｐｈａｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｓｅｌｆ－ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｈａｓｅ ｌａｃｋ ｔｅｓｔ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｂｅｃａｕｓｅ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ ｔｈｒｅｅ—ｗｉｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｈａｓｎ’ｔ ｚｅｒｏ ｌｉｎｅ，ｔｈｉｓ ｃｉｒｃｕｉｔ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｓ ａ ｚｅｒｏ ｌｉｎｅ，ｔｈｅ ｌｉｎｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｎｖｅｒｔｓ ｔｈｅ ｐｈａｓｅ ｖｏｌｔａｇｅ． Ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｓ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｖｏｌｔａｇｅ． Ｔｈｅｎ ｉｔ ｇｅｎｅｒａｔｅｓ ａｃｃｕｒａｔｅ ｓｑｕａｒｅ ｗａｖｅ ｂｙ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ ｃｉｒｃｕｉｔ． Ｉｎ ＡＣ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｈａｌｆ ｐｅｒｉｏｄ ｉｔ ｇｅｎｅｒａｔｅｓ ｚｅｒｏ ｖｏｌｔａｇｅ，ａｎｄ ｉｎ ＡＣ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｈａｌｆ ｐｅｒｉｏｄ ｉｔ ｇｅｎｅｒａｔｅｓ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ． Ｔｈｉｓ ｓｃｈｅｍｅ’Ｓ ｔｉｍｅ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｏｎｌｙ ｄｅｐｅｎｄｓ ｏｎ ａｍｐｌｉｆ ｉｅｒ’Ｓ ｖｏｌｔａｇｅ ｊｕｍｐ ｓｐｅｅｄ．Ｔｈｉｓ ｃｉｒｃｕｉｔ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ 【ｈｙｒｉｓｔｏｒ ｖｏｌｔａｇｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｍａｎｙ ｔｉｍｅｓ．ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｉｓ ｃｉｒｃｕｉｔ ｈａｓ ｂｅｔｔｅｒ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ
三相过零检测电路原理解说_概述说明以及解释
三相过零检测电路原理解说概述说明以及解释1. 引言1.1 概述：本篇文章主要介绍三相过零检测电路的原理、组成以及工作原理。
三相过零检测电路是一种用于检测交流信号中波形过零点的电路，通过检测波形的过零点，可以帮助我们实现对交流信号的精确控制和监测。
该电路在许多领域中得到广泛应用，如家庭电器、工业控制系统等。
1.2 文章结构：本文将按照以下结构进行阐述：首先在引言部分进行概述，解释文章的目的，并介绍文章的结构。
接下来，在第二部分中，详细说明三相过零检测电路的原理、组成以及其工作原理。
然后，在第三部分中，我们将深入讨论该电路的主要要点和功能特点。
紧接着，在第四部分中，通过实例分析和应用场景介绍展示该电路在实际应用中的价值与作用。
最后，在第五部分中，我们将总结全文并展望未来该领域可能进行的研究方向。
1.3 目的：本文旨在为读者提供一个全面且易于理解的关于三相过零检测电路的介绍。
通过阅读本文，读者将了解该电路的原理、组成和工作原理，以及其在实际应用中的主要特点和功能。
同时，本文也将通过实例分析和应用场景介绍，向读者展示该电路的具体应用价值。
最后，通过对全文进行总结和研究展望，希望能够引发读者对于该领域未来发展方向的思考，并为相关研究提供一定的参考依据。
2. 三相过零检测电路原理解说：2.1 原理概述：三相过零检测电路是一种用于检测交流电源中三相信号的过零点的电路。
在交流电源中，正弦波的过零点是指波形经过0V且变向的时刻。
通过对这些过零点进行检测，我们可以获取到关于电源频率和相位的有用信息。
2.2 过零检测电路组成：三相过零检测电路由多个元件组成，包括但不限于运放、比较器、滤波器和触发器等。
其中，运放主要用于信号放大和滤波处理，比较器用于将输入信号与阈值进行比较，滤波器可用来去除噪声和杂散信号干扰，而触发器则是根据比较结果输出所需的逻辑信号。
2.3 检测方法及工作原理：三相过零检测电路有多种不同的方法和工作原理。
过零点检测的工作原理
过零点检测的工作原理
过零点检测是通过检测正弦波信号从正半周到负半周的过渡时刻（即波形交叉点）来判断信号周期的一种方法。
过零点检测常用于交流电路中，比如交流电源、电机调速、功率逆变等。
其工作原理如下：
1.波形采样：使用模数转换器将模拟电压转换为数字信号进行采样。
2.数字滤波：对采集的信号进行数字滤波以去除噪声等干扰。
3.过零点检测：将滤波后的信号与0进行比较，发现信号正弦波波形从正半周到负半周的过渡时刻，判断信号一个完整周期的运行时间，并作为控制或参考信号。
过零点检测既可以通过软件算法实现，也可以通过硬件电路实现。
软件算法需要进行周期性时序分析，容易出现误差；硬件电路则可以利用纯电路方式实现，灵敏度更高，误差更小。
交流供电零电位偏移测试
交流供电零电位偏移测试
交流供电零电位偏移测试是指对交流供电系统中零线电位的偏移量进行测试。
在三相四线供电线路中，零线是三相电源的零电压参考点。
根据三相对称交流电路相关理论及实践，当检测点电位偏移量为零或很小时，即使零线断路，也不影响负载端工作，即认为线路正常；偏移量大于某一设定值时，保护动作。
进行交流供电零电位偏移测试的意义在于，当负载端三相负载不对称时，零线就会有电流流过，此时返回变压器的零线断路，三相负载端的中性点就会偏移，将会造成三相负载端对零线（中性点）的电压不一样，有的高有的低，这样就会造成在负载断中性点接零线的一些设备的损坏。
因此，对零线的测控尤其重要，通过测试可以判断线路是否正常，以便及时进行维护，有效保护线路和设备的安全。
在传统方法中，准确检测零线接触是否良好一直是一个比较困难的问题，可靠性不太理想。
随着科技的不断发展，越来越多的新技术和新方法被应用于交流供电零电位偏移测试中，提高了测试的准确性和可靠性。
调功器过零触发电路
调功器过零触发电路引言调功器过零触发电路是一种常见的电子电路，用于控制交流电源的输出功率。
它通过监测交流电源的过零点，并在合适的时机触发开关，实现对负载的精确控制。
本文将深入探讨调功器过零触发电路的原理、应用和设计要点。
调功器过零触发电路的原理调功器过零触发电路的核心原理是根据交流电源的过零点来触发开关，从而实现对负载的精确控制。
其基本原理如下：1.过零检测：调功器过零触发电路首先需要检测交流电源的过零点。
常用的检测方法包括零交叉检测和零漂移检测。
零交叉检测通过比较交流信号的正负半周来确定过零点，而零漂移检测则通过检测交流信号的变化率来判断过零点。
2.触发开关：一旦过零点被检测到，调功器过零触发电路会触发开关，将交流电源连接到负载上。
触发开关的时机和持续时间可以根据需求进行调节，以实现对负载的精确控制。
调功器过零触发电路的应用调功器过零触发电路在各种电力电子设备中广泛应用。
以下是一些常见的应用领域：1.变频调速：调功器过零触发电路可以用于变频调速系统中，通过精确控制开关的触发时机和持续时间，实现对电机转速的调节。
这在工业生产中非常重要，可以提高设备的效率和精度。
2.逆变器：调功器过零触发电路也常用于逆变器中，将直流电源转换为交流电源。
通过合理控制开关触发时机，可以实现逆变器输出电压的稳定性和纹波的降低。
3.照明系统：调功器过零触发电路还可以应用于照明系统中，实现对灯光的亮度调节。
通过控制开关触发时机和持续时间，可以实现灯光的平滑调光效果，提高照明系统的舒适性和节能性。
调功器过零触发电路的设计要点设计一个可靠和稳定的调功器过零触发电路需要考虑以下要点：1.过零检测电路的选择：选择合适的过零检测电路非常重要。
常用的过零检测电路包括零交叉比较器、零漂移比较器和零漂移放大器等。
根据具体应用需求和性能要求，选择适合的过零检测电路。
2.触发信号的生成：触发信号的生成需要考虑开关的类型和控制方式。
常见的开关类型包括晶体管、双向可控硅和晶闸管等。
一种三相同步整流电源过零检测电路
一种三相同步整流电源过零检测电路
本文将介绍一种三相同步整流电源过零检测电路，该电路可以用于三相直接变频调速系统、无刷直流电机驱动系统和其他需要实现电机速度控制的应用中。
三相同步整流电源是电机驱动控制系统中常用的一种电源类型，它通过将交流电源变为直流电源来满足电机驱动的需求。
在这种电源中，整流电路的输出电压是平滑的直流电压，其大小可以通过PWM控制器调节。
但是，由于交流电源是一个具有周期性的信号，我们需要对交流电信号进行过零检测，以便在电流的正负变化中进行适当的控制。
因此，该电路的主要功能是检测三相同步整流电源的过零点，并产生一个脉冲信号来告知PWM控制器，以控制电源输出的直流电压。
整个电路由三个部分组成：三相输入滤波器、比较器和脉冲发生器。
三相输入滤波器用于去除交流电源中的高频噪音，以确保比较器和脉冲发生器只接收有效的交流信号。
比较器用于检测输入信号的过零点，并输出一个高电平脉冲信号。
脉冲发生器产生一个在每个半周内触发比较器的脉冲信号。
具体来说，当输入信号的电压向正方向变化时，比较器输出低电平脉冲信号。
反之，如果输入信号的电压向负方向变化，则比较器输出高电平脉冲信号。
因此，当输入信号的电压值达到零附近时，比较器输出一个脉冲信号，指示交流信号已经达到过零点。
脉冲发生器在此时产生一个短暂的正脉冲信号，并将其送入PWM控制器。
值得注意的是，该电路中的比较器和脉冲发生器可以使用CMOS（互补型金属氧化物半导体）或TTL（晶体管-晶体管逻辑）器件来实现。
在选择器件时，需要考虑到其工作电压、响应速度以及功率消耗等因素，并选择合适的器件来实现指定的设计要求。
(电路设计)过零检测电路探讨
过零检测电路是一个常见的应用，其中运算放大器用作比较器。
它常被用来追踪正弦波形的变化，比如从正到负或从负到正的过零点电压的情况。
它同样被可被用作方波生成器。
过零检测电路还有许多应用，比如标志信号发生器，相位计和频率计等。
过零检测电路可以用很多方法来设计，比如使用晶体管，使用运算放大器或是光耦IC等。
该文中我们将使用运算放大器来打造一个过零检测电路，正如上面所说，此处的运算放大器用作比较器。
过零检测电路的理想波形如下从上图中可以看出当正弦波形过零时，运算放大器会从正转负或是从负转正。
这就是过零检测器如何检测波形过零的。
如你所见，输出波形为一个方波，所以过零检测器也被成为方波生成电路。
所需元器件运算放大器（LM741）变压器（23OV到12V）9V电源电阻（10kΩ χ3）面包板导线示波器电路图230V电源给到一个12-0-12V的变压器，它的相位输出连接到运算放大器的二号引脚，零线与电池的接地端短接。
电池的征集引脚与运算放大器的第7号引脚相连（VCc）。
过零检测电路的原理在过零检测电路中，运算放大器的非反向引脚与地相连,从而作为参考电压, 而一个正弦波输入（Vin）则输入运算放大器的反向引脚，如电路图说是。
随后输入电压与参考电压作比较。
此处可以使用大部分运算放大器的IC,这里我们用的是LM741.现在，我们来考虑正弦波的正半轴。
我们知道当非反向引脚端的电压要低于反向引脚时，运算放大器的输出为低或处于反向饱和状态。
因此，我们会看到一个负电压的波形。
再来看正弦波的负半轴，非反向引脚（参考电压）的电压大于反向引脚（输入电压），所以运算放大器的输出为高或正向饱和状态。
因此，我们会看到一个正电压的波形，如下图所示。
使用光耦的过零检测电路我们上面提到设计过零检测电路有许多方式。
以下电路中我们使用了光耦来实现同样的过零检测电路。
通过观察输出电压你可以发现每当输入交流波过零时，输出波形为高。
5个常用过零检测电路方案（有隔离和非隔离）过零检测电路在电子产品中是常见的电路，常用来测量关于AC电源零点、电源频率和相关相角等参数。
非隔离过零检测电路的原理
非隔离过零检测电路的原理非隔离过零检测电路是一种基于电信号波形的检测方法，用于检测AC电源中的过零点。
在使用此电路前需要理解其工作原理和用途。
本文将详细介绍非隔离过零检测电路的工作原理，主要分为两部分：检测信号和处理信号。
检测信号AC电源是交流电源，其电压大小和方向会随着时间变化而不断改变。
如何在AC 电源中准确地检测到过零点是非隔离过零检测电路的重要问题。
在AC电源中，正半周和负半周的电压不同，为了准确检测过零点，非隔离过零检测电路通常使用一个电阻电容（RC）电路或者一个反向恢复二极管（RRD）电路来检测AC电源的信号。
这里以RC电路为例。
RC电路由电阻R和电容C串联而成。
当AC电源通过RC电路时，电容C会在相位差为π/2时开始充电，当电容C充电到达一定程度时，电容上的电压与电源电压相等。
当AC电源经过一定时间后，电源电压会从正极转变为负极，电容C将开始向相反的方向放电。
当电容C放电至一定程度时，其电压仍然为正值时，这说明通过电容C的电流方向已经改变。
这个点称为过零点。
处理信号检测到过零点后，非隔离过零检测电路会输出一个矩形信号作为处理信号。
处理信号的频率通常是原始信号的2倍。
这意味着如果输入信号的频率为50Hz，则处理信号的频率为100Hz。
处理信号可以用于控制相应的开关，以实现对AC电源的控制。
例如，当处理信号为低电平时，可以将AC电源的开关关闭，当处理信号为高电平时，可以将AC电源的开关打开。
此外，我们还可以根据处理信号的特征来检测和分析原始信号。
例如，处理信号的周期越短，说明原始信号的频率越高，处理信号的高电平时间越长，说明原始信号的波形幅值越大。
总结综上，非隔离过零检测电路是一种基于电信号波形的检测方法，主要用于检测AC电源中的过零点。
它可以使用电阻电容（RC）电路或反向恢复二极管（RRD）电路来检测AC电源的信号，然后输出处理信号来控制相应的开关或分析原始信号的特征。
对于曲线模拟输出器，对于需要控制的控制信号，使用非隔离过零检测电路成为一个很好的选择，配合有着一定实现能力的控制板，就可以完成工业实现。
带过零检测光耦原理
带过零检测光耦原理光耦是一种将电信号转换为光信号，或将光信号转换为电信号的器件。
在电子设备中，光耦常用于隔离输入和输出信号，以提高系统的可靠性和安全性。
带过零检测的光耦是一种特殊类型的光耦，它能够检测交流信号的过零点，并输出相应的电信号。
本文将介绍带过零检测光耦的原理以及其在电子设备中的应用。
带过零检测光耦的原理主要基于内部的光敏二极管和光电晶体管。
当交流信号施加在光敏二极管上时，光敏二极管会根据光信号的强度产生相应的电流。
该电流经过放大电路放大后，会驱动光电晶体管的发光二极管发出光信号。
这样就完成了从电信号到光信号的转换。
在带过零检测光耦中，通常会使用一个比较器电路来检测交流信号的过零点。
比较器电路会将光电晶体管输出的光信号转换为相应的电信号，并与一个参考电平进行比较。
当光信号的电压超过参考电平时，比较器会输出高电平；当光信号的电压低于参考电平时，比较器则输出低电平。
通过这种方式，带过零检测光耦能够准确地检测到交流信号的过零点。
带过零检测光耦在电子设备中有着广泛的应用。
其中一个主要的应用是在交流电源控制电路中。
通过使用带过零检测光耦，可以准确地检测到交流电源的过零点，从而实现精确的电源控制。
例如，在调光灯控制电路中，带过零检测光耦可以用来检测到交流电源的过零点，并控制调光电路的工作时间，从而实现灯光的亮度调节。
另一个重要的应用是在交流电机控制电路中。
带过零检测光耦可以用来检测到交流电机的过零点，并控制电机的启动和停止。
通过精确地控制电机的启动时间，可以使电机的运行更加平稳，减少启动时的冲击和噪音。
同时，带过零检测光耦还可以用于电机的故障保护，当检测到电机异常时，可以及时切断电源，避免损坏电机和其他设备。
除了上述应用外，带过零检测光耦还可以用于电子测量仪器、电力设备等领域。
在电子测量仪器中，带过零检测光耦可以用来检测交流信号的频率和相位，从而实现对信号的测量和分析。
在电力设备中，带过零检测光耦可以用来检测电网的过零点，实现对电网的监测和保护。
三相电源过零信号检测及相序自适应的研究与实现
三相电源过零信号检测及相序自适应的研究与实现作者：毕鹭建来源：《科技创新与生产力》 2017年第1期摘要：为了加强电机的同步控制力度，当前提出了一种获取三相交流电的电压过零信号和电源相序自适应方法。
本文就三相电源过零信号检测做出简单的论述，并且就其实现相序自适应进一步研究，期望能够有效地推动我国电力相关行业的进一步发展。
关键词：三相电源；过零信号；相序自适应；信号检测中图分类号：TN86；TM933.2 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2017.01.109随着人们生活水平的不断提高，对于日常电器的研究也在逐步的深入。
从电网到电网信号再到电网的硬件设备，都是人们所研究的重点。
三相电源是目前逐渐兴起的一种供电模式，被消费者当作一种先进的代表。
对通常状况来说，从电网获取三相交流电的过零点与相序都存在未知性，三相电源过零检测在三相同步控制以及三相可控硅的移相触发等场合中，都具有十分重要的作用。
当前，国际对于智能化开关的系统研究不断深入，而在智能化开关的研究中，对开关零电压的精确控制，也成为了一个重点。
就工业控制来说，需要保证外部电源相序接线的准确性，才能避免生产事故。
因此，如何保证其准确性，三相电源如何实现其相序的自适应，已成为研究的重点[1]。
1三相电源的工作原理解析与系统设计1）工作原理解析。
三相电源工作时，必然会形成对应的三相交流电电压。
因此，在对其过零信号进行检测时，必须要对其整个交流电进行分析。
图1为某三相交流电压波形，三相电压交流电的A，B，C依次相差120°，相序组合可分为ABC，BCA，CAB为正序，而ACB，BAC，CBA 为负序。
当前，市场上使用的P87C591单片机的定时器T2实际上具有一定的捕获功能，它与4个16位的捕获寄存器相互连接。
单片机的捕获功能会将其获得的信号录入到捕获寄存器之中，当寄存器在接受到这些输入信号之后，就会请求中断。
交流电源过零点检测新方法
摘 要 ： 对 目前 交 流 电 源过 零 点检 测 电路 过 于复 杂 或 过 零 点 检 测 不 准 确 的 问题 ， 出 了一 种 新 颖 的 过 零 点 检 测 方 法 。 针 提 该 方 法 以微 处 理 器 为核 心 ， 用光 耦 和 微 处理 器 的输 入 捕 获 中断 功 能 实现 对 交 流 电源 过 零 点 的精 确检 测 。 该 方 法 在 工 业 利
Ｎｅ Ｍ ｅ ｈ ｄ ｏ ｒ － ｒ ｓ ｉ ｇ Ｄｅｅ ｔｏ ｆ ｒ ＡＣ ｗｅ ｕ ｗ ｔ ｏ ｆＺｅ ｏ ｃ ｏ ｓｎ ｔｃ ｉｎ ｏ Ｐｏ ｒ Ｓ ｐｐｌ ｙ
Ｓ Ｅ Ｇ Ｚ ａ — ｉ Ｎ ｉ —ｉ ， Ｕ Ｎ ａ ｓｕｉ Ｈ Ｎ ｈｎｓ ， ｈ ＷＡ Ｇ Ｑｎ ｑｎ Ｈ Ａ ＧＳ ｉｈ ａ ｇ ｇ — （ ｃ ｏ ｌ ｆ ｌ ｔ ｃｌ ｎ ｎｏｍａｉｎＥ ｇｎｅｉｇ Ｊａ ｇｕＵ ｉｅｓ ｙ Ｚ ｅｊ ｎ １０３， ｈｎ ） Ｓｈ ｏ ｅ ｒ ａ ｄＩｆｒ ｔ ｎ ｉｅｒ ，ｉｎ ｓ ｎｖｒｉ ， ｈｎｉ ｇ２ ２ １ Ｃ ｉａ ｏＥ ｃｉ ａ ｏ ｎ ｔ ａ
（ ） 用变压器将 市电转换 为 同频 同相 的低压 信号 ， ３利 光耦
在交流电压接近过零点 时产生负脉 冲 ， 微处理器 外部 中断产 生时刻作为过零点时刻 ， 电路如图 ２所示。
５Ｖ
路复杂 ， 比较器需要 双 电源才能实 现过零 信号 的检测 ， 检测 电
路如图 １ 所示 。
ｓ ｐ ｌ ａ ｎ ｖ ｌ ｔ ｏ ｆ ｅｏ ｃｏ ｓ ｇｐ ｉ ｔ ｅ ｅ ｔ ｎ ｗ ｓｐ ｏ ｏ ｅ ． ｈ ｃ ｏ ｃ ｎ ｒｌ ｒｉ ｔ ｅ ｋ ｙ ｐ ｒ ｏ ｅ ｓ ｌ ｔ ｎ ｔｅ ｏ ｔ ａ ｕ ｐｙ， ｏ ｅ ｈ ｄ ｏ ｒ —ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｔ ｃｉ ａ ｒｐ ｓ ｄ Ｔ ｅ ｍｉｒ — ｏ ｔ ｌ ｈ ｅ ａｔ ｆ ｈ ｏｕ ｉ ，ｈ ｐ ｉ ｌ ｍｅ ｚ ｎ ｄ ｏ ｏｅ ｓ ｔ ｏ ｃ
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要增加。
滑度较低，会有假边缘出现，σ取值大
（1）中值滤波
（3）选择式掩模平滑滤波
时，平滑度要高，但是也丢失了重要的
在实际采集的细胞图像处理时，细
实际图像处理消除噪声的过程中， 边缘信息，出现了间隔。
以算出其过零点时刻。 3.3 对算法设计的改进 一般情况下，在检测过程中，考虑
时钟的稳定性很高，则在测量信噪比较 高的正弦信号时，采用传统的检测方式 相对简便。而在新方法的算法设计中， 重点是比较前后两个相邻采样点的符号 特征差别。在时钟采样频率的设置上， 考虑设置为载波频率的14.6-14.8倍，则 每个半载周期可以取得7-8个采样点。如 果检测标志（符号）不发生变化，则连 续正（负）采样点数据为7-8个，如检测 标志发生了翻转，则会有少于7个或多于 8个的正（负）采样点出现。通过检测符
号变化，利用最小二乘法进行拟合，则 可以进一步减少随机误差，从而提升采 样精度，得到较好的检测结果。
结语 交流电的过零检测对于生产生活具 有重要意义，传统的过零检测往往过于 复杂且精确度不高。因此，结合这些缺 点，当前也出现了较多的过零点检测新 方法，如真空断路器关合同步控制、反 电动势过零点、虹膜识别算法等。本文 结合软硬件两个方面提出了新的过零点 检测方法。通过电路与算法上的改进， 既考虑了检测设备的安全性，又进一步 考虑提升了检测结果的精度，实践中通
2.3 运放模块自身稳定性及过零比较 器存在相位误差
运放具有价格低廉的优势，但是由 运放构成的过零比较器的运放之间不可 能完全匹配，会存在相位误差。另外在 工作过程中，器件必然要发热，温度的 漂移会使输入失调，会影响运放性能稳 定性，也会造成过零点检测精度下降。
2.4 光耦过零点反应速度不理想，上 升沿转换时间拉长
光耦上升沿和下降沿的转换时间为 120us上下。在对反应要求不高的应用 中，这样的转换时间可以满足要求，但 是在要求比较高的场合中，如应用于通 信中的，该反应时间将严重影响通信质 量。也就是说，在120μs以内系统都判 定经过了零点，这就表明其实是存在着 120μs的时间误差。
3 交流电源过零点检测的新方法ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 应用
测交流电源过零点的具体时间。精确检测交流电源过零点的检测，对于以交流电为能源的机械设备控制来说十分重要。
本文简单介绍了传统的交流电源过零点检测方法，分析了它们的优缺点，并提出一种新型的光耦过零点检测方法。
关键词：交流电源；过零点检测；新方法
中图分类号：TM932
文献标识码：A
DOI:10.13612/tp.2015.08.073
过电路上采取两极放大，增加限幅电路 以减少误差，算法上采取最小二乘法的 方式来实现，从而有效地减少了由电网 随机波动而带了的随机误差，切实提高 了测量的精确度。
参考文献 [1] 盛占石， 王青青， 黄赛帅 . 交流电源 过零点检测新方法 [J]. 仪表技术与传感 器， 2012（02）. [2] 陈增禄 . 一种电网电压过零点精确锁 相方法的研究 [J].2014 （08）. [3] 黄福存，时卫东 . 基于 LabVIEW 的同 步关合控制中电压过零点的检测 [J]. 机械 与电子，2008（07）.
工业技术
China
New
2015 ＮＯ.04（下） Technologies and Products
中国新技术新产品
交流电源过零点检测的新方法
邱序福 （厦门科华恒盛股份有限公司，福建 厦门 361008）
摘 要：交流电源过零点检测是当前技术中应用的一种常见方法，它用于测定交流电源的频率、电压的反相点，以及检
滤波，孤立点去噪，选择式掩模平滑滤 噪结果比较良好，但是质量下降了，均 示。
波，中值滤波，高斯滤波，根据作用目 值滤波的平滑效果和采用的图像领域半
经过实际比较，LOG算子对噪声的
标的不同，选择不同的滤波方式，图1为 径 有关，半径增加的同时，模糊程度也 敏感程度很低，其中σ取值较小时，平
滤波效果图。
- 82 - 中国新技术新产品
在对生物细胞进行生理及其方面研 像进行滤波，在滤波方法中比较重用的 程度增高。
究时，生物细胞图像处理是其中一项重 一个方法就是中值滤波，在滤波过程中
均值的计算公式为：
要的研究内容，其中图像处理方法在图 对参数进行调整，其中滤波窗口尺寸一
像分析中是一个经典问题，目前的图像 般选择3。然后对有椒盐噪声干扰的图像
处理中尚无一个通用的处理方法，也不 进行中值滤波的结果如图1（g）所示。
存在一个标准的处理流程，只能根据实
（2）均值滤波
方差的计算公式为：
际的生物图像，并结合特定的的算法。
在上述的中值滤波方法中，细胞
以下内容即是对各种常用算法的比较， 图像处理的效果虽然比较好，但是为了
以便从中选择。
进一步提高处理的效果，引用了均值滤
度、色调、对比度调节，色彩反相，伪
高斯平滑运算导致图像中边缘和其
彩、左右镜像，上下镜像，图像旋转，
他尖锐不连续部分的模糊，其中模糊程
灰度化图像个通道内容，图像拆分图像
式中 ：1，2，......，N；
度在于σ的值，如果σ值越大，噪声的
合成，线性加权图像合成，直方图均衡
S-（x，y）像素点的预定领域（不 滤波效果越好，同时影响了边缘检测，
2 生物细胞图像处理
波。设定细胞数字图像f（x，y）为M×N
式中，N为各掩模对应的像素个数。
2.1 图像预处理
的一个阵列，在经过平滑处理后的图像
实现效果即图1（f）。
根据作用目标的不同，首先对生物 为g（x，y），得到的平滑图像为
2.4 图像分割
细胞图像进行预处理，进行亮度、对比
（1）Gauss laplacian算子
等，从而使得后面处理效果明显。
包括（x，y）像素点）；
因为丢失了边缘信息，但是如果取小的
2.2 生物细胞图像的滤波选择
为了比较效果，处理时采取了细胞 情况，又可能留有太多的噪声，处理平
生物图像增强主要是对图像进行 的局部图像，其中滤波结果如图1（e） 滑不完全，效果依旧不好。经过这个算
加随机噪声，椒盐噪声，以及进行均值 所示，从图中可以得出：其中的图像去 子对细胞图像处理的结果如图2（a）所
行了分析，根据结果得出结论，从而使得生物医学显微镜的生物图像采集与处理提供一定的依据。
关键词：生物图像；图像采集；图像处理；生物显微镜
中图分类号：O426
文献标识码：A
DOI:10.13612/tp.2015.08.074
1 引言
胞图像是含有噪声的，我们首先要对图 都有平均化带来的缺陷，使的边缘模糊
1 引言 过零点检测是交流电源控制技术中 的一种常见方法，即通过相关系统，检 测出交流电波形从正半周向负半周转换 “过零”的具体时刻。具体来说其基本 原理是在核心的微处理芯片中建立一套 标准，在交流电正弦波的正半周输出一 个确定值，在交流电正弦波的负半周输 出另一个确定的值，这样当输入的交流 电正弦波连续变化时，经过核心微处理 芯片就在输出端调制成了一个方波，通 过在示波器上显示就可以确定正弦波零 点出现的位置。最小单元的过零点检测 器可有比较器构成，如图1所示。过零 检测有两种方案，一种是变压器隔离方 案，这种方案经济便宜，但精度不高， 体积过于庞大。另一种方案是光耦隔离 的方案，这种方案虽然价格更高，但有 着精度高，体积小，灵敏度高的特点。 交流电源的过零点检测对于电机的控制 十分重要，这是由于电机高、中、低、 微转速是由导通时间决定的，而导通角 是由导通时间从零电压开始计时所表征 的，因而不同导通角就反应了电机不同 的转速。 2 对传统检测电路不足的分析 2.1易受市电电压不稳定，波动与背 景噪声大的干扰 国家电网十分庞大，某处的微小波 动，可能就会不断放大，造成另一处电 压较大的变化。这就会导致输入信号在 零点处无法稳定在固定值，会出现多过 零现象，这样实际测量中基波零点和提 取的零点误差会比较大。 2.2 零点附近的正弦波整形容易出现
中国新技术新产品 - 81 -
中国新技术新产品
2015 ＮＯ.04（下） China New Technologies
and
Products
工业技术
生物医学显微图像采集与处理技术研究
黄 磊 王保强 刘志刚 杨 磊 （成都信息工程学院 电子工程系，四川 成都 610225）
摘 要：本文利用生物医学显微镜获取显微图像，并对其进行研究，探讨出适合显微图像的处理及分析方法，从而结合
图 1 传统过零点检测方法示意图
图 2 电路设计概念图
误动作 单片机是正弦波整形中一般都要用
到的芯片，它价格便宜，使用方便，应 用领域十分广泛。具体在工作过程中， 如果是单片机信号处理中，如果检测到 梯形波下降沿，表示获取过零点时刻。 但很明显，此时和真正的零点存在一定 误差，即有适当提前。因此，如果需要 准确触发动作，则传统的整形波是不符 合精度要求的。
针对传统过零点检测方法存在的弊 端，可以考虑通过算法、电路两个角度 对传统方法进行改进，从而形成新的过
零点检测新方法，该方法可以提升检测 精度，主要原理是通过光耦过零点思路 进行的。
3.1 电路设计模式 该新方法所用电路大致可以分为四 个部分，放大电路，单光耦，微处理器 和限幅电路。如图2所示。 3.2 对电路设计的改进 3.2.1 增加限幅电路。限幅电路主 要作用一是对整体模块起保护作用，防 止差模电压过大导致运放损坏。二是减 小输入电压使正负电源电压在有限的供 电范围内输出电压均不会失真，这里， 信号顶部和底部被截不影响过零点的检 测。 3.2.2 引入多级运算放大电路。主 要通过放大器进行二级放大，每级倍数 约为50倍，总共放大2500倍，其特点主 要是增益高，共模抑制比大，工作稳定 等特点。放大2500倍后的信号波形使信 号上升沿的斜率加大，其所对应的误差 要远远小于未经过放大的信号对应的误 差，将有利于电路对于过零点的判定精 确度。 （1）采用单光耦和微处理器。光耦 特性边缘时间差异明显，这是由于光耦 导通时间较长，光耦电流由不导通变为 导通电流之间存在十分漫长的过程，实 际测得两个光耦导通性能差别的可以高 达到40μs，这使在不同情况下使用光耦 并进行同步制造很大麻烦。微处理器记 录下相邻两次光二级管导通时的高电平 时刻和不导通时的低电平的时刻，就可