Svatko tko se bavi elektronikom naišao je na sklopove generatora valnih oblika poput pravokutnog generatora valnih oblika, generatora kvadratnih valova, generatora impulsnih valova itd. Slično tome, Bootstrap Sweep Circuit je pilasti generator valnih oblika. Općenito, krug Bootstrap Sweep također se naziva i Bootstrap vremenski zasnovan generator ili Bootstrap Sweep generator.
U definiciji se krug naziva 'vremenski zasnovan generator' ako taj sklop proizvodi linearno promjenjivi napon ili struju s obzirom na vrijeme na izlazu. Budući da se izlazni napon koji pruža Bootstrap Sweep Circuit također linearno mijenja s vremenom, krug se naziva i Bootstrap vremenski zasnovan generator.
Jednostavnije rečeno, "Bootstrap Sweep Circuit" u osnovi je funkcijski generator koji generira pilasti valni oblik visoke frekvencije. Prethodno smo izradili krug generatora valnog oblika Sawtooth koristeći 555 Timer IC i op-amp. Sada ovdje objašnjavamo teoriju kruga čiščenja bootstrapa.
Primjene Bootstrap Sweep Generatora
U osnovi postoje dvije vrste generatora temeljenog na vremenu
- Trenutni generator vremenske baze : Sklop se naziva generator trenutne vremenske baze ako na izlazu generira strujni signal koji linearno varira s obzirom na vrijeme. Primjene za ove vrste krugova pronalazimo u području "Elektromagnetskog otklona", jer su elektromagnetska polja zavojnica i prigušnica izravno povezana s promjenjivim strujama.
- Naponski generator vremenske baze: Krug se naziva Voltage Time-Base generator ako generira naponski signal na izlazu koji linearno varira s obzirom na vrijeme. Primjene za ove vrste krugova pronalazimo u polju 'Elektrostatički otklon', jer su elektrostatičke interakcije izravno povezane s promjenom napona.
Budući da je Bootstrap Sweep Circuit također naponski generator vremenske baze, on će svoje primjene imati u elektrostatičkom otklonu poput CRO (Cathode Ray Oscilloscope), monitora, zaslona, radarskih sustava, ADC pretvarača (analogni u digitalni pretvarač) itd.
Rad Bootstrap Sweep kruga
Sljedeća slika prikazuje shemu kruga Bootstrap kruga:
Krug ima glavne dvije komponente koje su NPN tranzistori, naime Q1 i Q2. Tranzistor Q1 djeluje kao prekidač u ovom krugu, a tranzistor Q2 je postavljen da djeluje kao sljednik emitera. Ovdje je prisutna dioda D1 koja sprečava pogrešno pražnjenje kondenzatora C1. Ovdje su prisutni otpornici R1 i R2 za odstupanje tranzistora Q1 i njegovo zadano uključivanje.
Kao što je gore spomenuto, tranzistor Q2 djeluje u konfiguraciji sljedbenika emitora, pa će se, bez obzira na napon koji se pojavljuje na bazi tranzistora, ista vrijednost pojaviti i na njegovom emiteru. Dakle, napon na izlazu 'Vo' jednak je naponu na bazi tranzistora, što je napon na kondenzatoru C2. Ovdje su prisutni otpornici R4 i R3 za zaštitu tranzistora Q1 i Q2 od jakih struja.
Od početka je tranzistor Q1 UKLJUČEN zbog pristranosti i zbog toga će se kondenzator C2 potpuno isprazniti kroz Q1 što zauzvrat rezultira izlaznim naponom na nulu. Dakle, kada Q1 nije aktiviran, izlazni napon Vo jednak je nuli.
Istodobno, kada se Q1 ne aktivira, kondenzator C1 će se kroz diodu D1 potpuno napuniti do napona + Vcc. U isto vrijeme, kada je Q1 UKLJUČEN, baza Q2 bit će odvedena na tlo kako bi tranzistor Q2 bio isključen.
Budući da je tranzistor Q1 prema zadanim postavkama UKLJUčen, za njegovo isključivanje na ulaz tranzistora Q1 daje se negativni okidač trajanja 'Ts' kao što je prikazano na grafikonu. Jednom kada tranzistor Q1 uđe u stanje visoke impedancije, kondenzator C1 koji se napuni na napon + Vcc pokušat će se sam isprazniti.
Dakle, struja 'I' teče kroz otpornik i do kondenzatora C2 kao što je prikazano na slici. I zbog tog protoka struje, kondenzator C2 se počinje puniti i na njemu će se pojaviti napon 'Vc2'.
U krugu bootstrapa, kapacitivnost C1 je mnogo veća od C2, pa je električni naboj pohranjen u kondenzatoru C1 kada je potpuno napunjen vrlo visok. Sada, čak i ako se kondenzator C1 sam isprazni, napon na njegovim stezaljkama neće se puno promijeniti. I zbog ovog stabilnog napona na kondenzatoru C1, trenutna vrijednost 'I' bit će stabilna kroz pražnjenje kondenzatora C1.
S obzirom da je trenutni 'I' stabilan tijekom cijelog procesa, brzina napunjenosti koju prima kondenzator C2 također će biti stabilna tijekom cijelog procesa. S ovom stabilnom akumulacijom naboja, napon na priključku kondenzatora C2 također će rasti polako i linearno.
Sada s naponom kondenzatora C2 linearno raste s vremenom, izlazni napon također linearno raste s vremenom. Na grafikonu možete vidjeti tijekom vremena okidača 'Ts' napon stezaljke na kondenzatoru C2 linearno rastući s vremenom.
Nakon završetka vremena okidanja, ako se ukloni negativni okidač dan tranzistoru Q1, tada će tranzistor Q1 prema zadanim postavkama ući u stanje male impedancije i djelovati kao kratki spoj. Jednom kada se to dogodi, kondenzator C2 koji je paralelno s tranzistorom Q1 potpuno će se sam isprazniti da bi napon njegovog priključka naglo pao. Dakle, tijekom vremena obnavljanja 'Tr' terminalni napon kondenzatora C2 naglo će pasti na nulu i isto se moglo vidjeti na grafikonu.
Kad se ovaj ciklus punjenja i pražnjenja završi, započet će drugi ciklus s okidačem na tranzistoru Q1. I zbog ovog kontinuiranog okidanja, na izlazu se formira pilasti valni oblik, što je krajnji rezultat kruga Bootstrap Sweep.
Ovdje se kondenzator C2 koji pomaže u osiguravanju konstantne struje kao povratne informacije na kondenzator C1 naziva "kondenzator za podizanje sustava".