Každý, kto sa zaoberá elektronikou, sa stretne s obvodmi generátora kriviek, ako sú obdĺžnikové krivky, generátory štvorcových vĺn, generátory pulzných vĺn atď. Podobne je Bootstrap Sweep Circuit generátorom krúživých píl. Všeobecne sa obvod Bootstrap Sweep nazýva aj ako Bootstrap Time Based generátor alebo Bootstrap Sweep Generator.
Z definície sa obvod nazýva „Generátor založený na čase“, ak tento obvod produkuje lineárne sa meniace napätie alebo prúd vzhľadom na čas na výstupe. Pretože napäťový výstup poskytovaný obvodom Bootstrap Sweep Circuit sa tiež mení lineárne s časom, obvod sa nazýva aj generátor založený na čase Bootstrap.
Jednoduchšie povedané, „Bootstrap Sweep Circuit“ je v podstate funkčný generátor, ktorý generuje pílovitý tvar vlny vysokej frekvencie. Predtým sme vytvorili obvod generátora kriviek Sawtooth pomocou časovača 555 IC a operačného zosilňovača. Teraz tu vysvetľujeme teóriu obvodov zatáčania bootstrap.
Aplikácie Bootstrap Sweep Generator
V zásade existujú dva typy časovo orientovaného generátora, a to
- Aktuálny generátor časovej základne : Obvod sa nazýva generátor prúdovej časovej základne, ak na výstupe generuje prúdový signál, ktorý sa lineárne mení s ohľadom na čas. Aplikácie pre tieto druhy obvodov nájdeme v oblasti „elektromagnetického vychyľovania“, pretože elektromagnetické polia cievok a induktorov priamo súvisia s meniacimi sa prúdmi.
- Generátor časovej základne napätia: Obvod sa nazýva generátor časovej základne napätia, ak generuje na výstupe napäťový signál, ktorý sa lineárne mení s ohľadom na čas. Aplikáciu pre tieto druhy obvodov nájdeme v oblasti „elektrostatického vychyľovania“, pretože elektrostatické interakcie priamo súvisia s meniacim sa napätím.
Pretože Bootstrap Sweep Circuit je tiež generátorom časovej základne napätia, bude mať svoje aplikácie v elektrostatickom vychyľovaní ako CRO (katódový lúčový osciloskop), monitory, obrazovky, radarové systémy, ADC prevodníky (analógovo-digitálne prevodníky) atď.
Fungovanie okruhu zametania Bootstrap
Nasledujúci obrázok zobrazuje schému zapojenia obvodu Bootstrap:
Obvod má hlavné dve zložky, ktorými sú NPN tranzistory, a to Q1 a Q2. Tranzistor Q1 funguje v tomto obvode ako spínač a tranzistor Q2 je upravený tak, aby fungoval ako sledovač emitora. Dióda D1 je tu prítomná na zabránenie nesprávneho vybíjania kondenzátora C1. Rezistory R1 a R2 sú tu prítomné na predpätie tranzistora Q1 a na jeho predvolené nastavenie na zapnutý.
Ako už bolo spomenuté vyššie, tranzistor Q2 pôsobí v konfigurácii sledovača emitora, takže nech sa na základni tranzistora objaví akékoľvek napätie, na jeho emitori sa objaví rovnaká hodnota. Takže napätie na výstupe „Vo“ sa rovná napätiu na základni tranzistora, čo je napätie na kondenzátore C2. Tu sú prítomné rezistory R4 a R3 na ochranu tranzistorov Q1 a Q2 pred vysokými prúdmi.
Od začiatku je tranzistor Q1 ZAPNUTÝ z dôvodu predpätia a z tohto dôvodu bude kondenzátor C2 úplne vybitý cez Q1, čo vedie k nulovaniu výstupného napätia. Takže keď sa Q1 nespustí, výstupné napätie Vo sa rovná nule.
Súčasne, keď sa nespustí Q1, kondenzátor C1 sa úplne nabije na napätie + Vcc cez diódu D1. V rovnakom čase, keď je Q1 ZAPNUTÝ, bude základňa Q2 vyvedená na zem, aby sa udržal stav tranzistora Q2 VYPNUTÝ.
Pretože je tranzistor Q1 štandardne ZAPNUTÝ, na jeho vypnutie sa bráne tranzistora Q1 dostane negatívny spúšťač trvania „Ts“, ako je znázornené na grafe. Akonáhle tranzistor Q1 vstúpi do stavu vysokej impedancie, kondenzátor C1, ktorý je nabitý na napätie + Vcc, sa pokúsi sám vybiť.
Takže prúd „I“ preteká cez rezistor a do kondenzátora C2, ako je znázornené na obrázku. A kvôli tomuto prúdeniu prúdu sa kondenzátor C2 začne nabíjať a na ňom sa objaví napätie „Vc2“.
V obvode bootstrap je kapacita C1 omnoho vyššia ako C2, takže elektrický náboj uložený v kondenzátore C1, keď je úplne nabitý, je veľmi vysoký. Teraz, aj keď sa kondenzátor C1 vybíja sám, napätie na jeho svorkách sa veľmi nezmení. A kvôli tomuto stabilnému napätiu na kondenzátore C1 bude aktuálna hodnota „I“ stabilná počas vybíjania kondenzátora C1.
Ak je súčasné „I“ stabilné počas celého procesu, bude stabilná aj rýchlosť nabíjania prijímaného kondenzátorom C2. S touto stabilnou akumuláciou náboja bude tiež pomaly a lineárne stúpať koncové napätie kondenzátora C2.
Teraz, keď napätie C2 kondenzátora s časom lineárne rastie, výstupné napätie tiež s časom lineárne rastie. Na grafe môžete vidieť, že počas doby spustenia „Ts“ koncové napätie na kondenzátore C2 lineárne rastie s ohľadom na čas.
Po skončení doby spúšťania, ak je negatívny spúšťač daný tranzistoru Q1 odstránený, potom sa tranzistor Q1 štandardne prepne do stavu s nízkou impendenciou a bude fungovať ako skrat. Akonáhle sa to stane, kondenzátor C2, ktorý je paralelne s tranzistorom Q1, sa úplne vybije, aby došlo k prudkému poklesu jeho koncového napätia. Takže počas obnovovacieho času „Tr“ terminálne napätie kondenzátora C2 prudko poklesne na nulu a to isté je vidieť na grafe.
Po dokončení tohto cyklu nabíjania a vybíjania začne druhý cyklus hradlovým spúšťačom tranzistora Q1. A kvôli tomuto nepretržitému spúšťaniu sa na výstupe vytvára tvar píly, ktorý je konečným výsledkom obvodu Bootstrap Sweep.
Tu sa kondenzátor C2, ktorý pomáha pri poskytovaní konštantného prúdu ako spätnej väzby ku kondenzátoru C1, nazýva „Bootstrappingový kondenzátor“.