Oricine se ocupă de electronică va întâlni circuite generatoare de forme de undă, cum ar fi generator de formă de undă dreptunghiulară, generator de undă pătrată, generator de undă de impuls etc. În mod similar, Bootstrap Sweep Circuit este un generator de formă de undă din dinte de ferăstrău. În general, circuitul Bootstrap Sweep este numit și Bootstrap Time Based generator sau Bootstrap Sweep Generator.
În definiție, un circuit se numește „generator bazat pe timp” dacă acel circuit produce o tensiune sau un curent care variază liniar în raport cu timpul la ieșire. Deoarece ieșirea de tensiune furnizată de Bootstrap Sweep Circuit se schimbă, de asemenea, liniar cu timpul, circuitul este numit și Bootstrap Time-Based generator.
În termeni mai simpli, „Bootstrap Sweep Circuit” este practic un generator de funcții care generează o formă de undă din dinte de ferăstrău de înaltă frecvență. Am construit anterior un circuit generator de formă de undă Sawtooth folosind 555 Timer IC și op-amp. Acum, aici vă explicăm teoria circuitului de baleiaj bootstrap.
Aplicații ale Bootstrap Sweep Generator
În principiu, există două tipuri de generatoare bazate pe timp, și anume
- Generator curent de bază de timp : Un circuit este numit generator de curent de bază de timp dacă generează un semnal de curent la ieșire care variază liniar în raport cu timpul. Găsim aplicații pentru aceste tipuri de circuite în câmpul „Deformare electromagnetică”, deoarece câmpurile electromagnetice ale bobinelor și inductoarelor sunt direct legate de curenții în schimbare.
- Generator de bază de timp de tensiune: Un circuit se numește generator de bază de timp de tensiune dacă generează un semnal de tensiune la ieșire care variază liniar în funcție de timp. Găsim aplicații pentru aceste tipuri de circuite în domeniul „Deflexiei electrostatice”, deoarece interacțiunile electrostatice sunt direct legate de schimbarea tensiunilor.
Deoarece Bootstrap Sweep Circuit este, de asemenea, un generator de tensiune de bază, acesta va avea aplicațiile sale în deflexie electrostatică, cum ar fi CRO (osciloscop cu raze catodice), monitoare, ecrane, sisteme radar, convertoare ADC (convertor analogic la digital) etc.
Funcționarea circuitului Bootstrap Sweep
Figura de mai jos prezintă schema circuitului circuitului de măturare Bootstrap:
Circuitul are două componente principale care sunt tranzistoare NPN, și anume Q1 și Q2. Tranzistorul Q1 acționează ca un comutator în acest circuit, iar tranzistorul Q2 este montat pentru a acționa ca un emițător. Dioda D1 este prezentă aici pentru a preveni descărcarea condensatorului C1 într-un mod greșit. Rezistoarele R1 și R2 sunt prezente aici pentru polarizarea tranzistorului Q1 și menținerea acestuia pornită în mod implicit.
După cum s-a menționat mai sus, tranzistorul Q2 acționează în configurația adeptului emițătorului, deci indiferent de tensiunea care apare la baza tranzistorului, aceeași valoare va apărea la emițătorul său. Deci, tensiunea la ieșirea „Vo” este egală cu tensiunea de la baza tranzistorului, care este tensiunea pe condensatorul C2. Rezistențele R4 și R3 sunt prezente aici pentru a proteja tranzistoarele Q1 și Q2 de curenți mari.
De la început, tranzistorul Q1 este pornit din cauza polarizării și din această cauză, condensatorul C2 va fi complet descărcat prin Q1 ceea ce la rândul său face ca tensiunea de ieșire să devină zero. Deci, atunci când Q1 nu este declanșat, tensiunea de ieșire Vo este egală cu zero.
În același timp, când Q1 nu este declanșat, condensatorul C1 va fi complet încărcat la tensiune + Vcc prin dioda D1. În același timp, când Q1 este PORNIT, baza Q2 va fi condusă la sol pentru a menține tranzistorul Q2 OFF.
Întrucât tranzistorul Q1 este PORNIT în mod implicit, pentru a-l opri, un declanșator negativ de durată „Ts” este dat la poarta tranzistorului Q1 așa cum se arată în grafic. Odată ce tranzistorul Q1 intră în stare de impedanță ridicată, condensatorul C1 care este încărcat la tensiune + Vcc va încerca să se descarce singur.
Deci, un curent "I" curge prin rezistor și către condensatorul C2 așa cum se arată în figură. Și datorită acestui flux de curent, condensatorul C2 începe să se încarce și va apărea o tensiune „Vc2” peste el.
În circuitul bootstrap, capacitatea C1 este mult mai mare decât C2, deci încărcarea electrică stocată de condensatorul C1 atunci când este complet încărcat este foarte mare. Acum, chiar dacă condensatorul C1 se descarcă singur, tensiunea la bornele sale nu se va schimba prea mult. Și datorită acestei tensiuni stabile în condensatorul C1, valoarea curentă „I” va fi stabilă prin descărcarea condensatorului C1.
Deoarece „I”-ul actual este stabil pe tot parcursul procesului, rata de încărcare primită de condensatorul C2 va fi, de asemenea, stabilă pe tot parcursul. Cu această acumulare stabilă de încărcare, tensiunea terminală a condensatorului C2 va crește, de asemenea, încet și liniar.
Acum, cu condensatorul, tensiunea C2 crește liniar cu timpul, și tensiunea de ieșire crește liniar cu timpul. Puteți vedea în grafic în timpul timpului de declanșare „Ts” tensiunea terminală a condensatorului C2 crescând liniar în raport cu timpul.
După sfârșitul timpului de declanșare, dacă declanșatorul negativ dat tranzistorului Q1 este eliminat, atunci tranzistorul Q1 va intra în starea de impendență scăzută în mod implicit și va acționa ca un scurtcircuit. Odată ce acest lucru se întâmplă, condensatorul C2 care este în paralel cu tranzistorul Q1 se va descărca complet pentru a avea o tensiune terminală scăzută brusc. Deci, în timpul perioadei de restaurare „Tr”, tensiunea terminală a condensatorului C2 va scădea brusc la zero și același lucru ar putea fi văzut în grafic.
Odată ce acest ciclu de încărcare și descărcare este finalizat, al doilea ciclu va începe cu declanșatorul porții tranzistorului Q1. Și datorită acestei declanșări continue, la ieșire se formează o formă de undă din dinte de ferăstrău, care este rezultatul final al circuitului Bootstrap Sweep.
Aici condensatorul C2 care ajută la furnizarea de curent constant ca feedback la condensatorul C1 se numește „Bootstrapping condensator”.