Пересечение нуля — это точка, в которой меняется знак математической функции (например, с положительного на отрицательный), что представлено точкой пересечения оси (нулевым значением) на графике функции. Это широко используемый термин в электронике, математике, акустике и обработке изображений .
В переменном токе переход через нуль — это мгновенная точка, в которой напряжение отсутствует . В случае синусоидального сигнала или другого простого сигнала это обычно происходит дважды в течение каждого цикла . Это устройство для обнаружения точки, где напряжение пересекает ноль в любом направлении.
Пересечение нуля важно для систем, которые передают цифровые данные по цепям переменного тока , таких как модемы , системы управления домашней автоматикой X10 и системы типа цифрового командного управления для Лайонела и других моделей поездов переменного тока .
Подсчет пересечений нуля также является методом, используемым при обработке речи для оценки основной частоты речи.
В системе, где к входному сигналу применяется усилитель с цифровым управлением усилением, артефакты в ненулевом выходном сигнале возникают, когда усиление усилителя резко переключается между настройками дискретного усиления. На звуковых частотах, например, в современной бытовой электронике, такой как цифровые аудиоплееры , эти эффекты отчетливо слышны, что приводит к «щелкающему» звуку при быстром увеличении усиления или мягкому «щелчку» при однократном изменении усиления. Артефакты сбивают с толку и явно нежелательны. Если изменения производятся только при пересечении нуля входного сигнала, то независимо от того, как изменяется настройка усиления усилителя, выходной сигнал также остается на нуле, тем самым минимизируя изменение. (Мгновенное изменение усиления по-прежнему будет вызывать искажения, но не приведет к щелчку.)
Если необходимо переключить электрическую мощность, электрические помехи не возникают, если переключение происходит в момент отсутствия тока — переход через нуль. Первые диммеры и подобные устройства создавали помехи; более поздние версии были разработаны для переключения при пересечении нуля.
В области цифровой обработки изображений большое внимание уделяется операторам, которые ищут края изображения. Их называют фильтрами обнаружения границ или градиентными фильтрами . Градиентный фильтр — это фильтр, который ищет области быстрого изменения значения пикселя. Эти точки обычно обозначают край или границу. Фильтр Лапласа — это фильтр, который подходит к этому семейству, хотя он решает задачу по-другому. Он ищет точки в потоке сигналов, где цифровой сигнал изображения проходит через заранее установленное значение «0», и отмечает это как потенциальную краевую точку. Поскольку сигнал пересек нулевую точку, это называется пересечением нуля . Пример можно найти здесь, включая исходный код на Java.
В области промышленной радиографии он используется как простой метод сегментации потенциальных дефектов. [1]