Każdy, kto zajmuje się elektroniką, zetknie się z obwodami generatorów przebiegów, takich jak generator przebiegów prostokątnych, generator fali prostokątnej, generator fali impulsowej, itp. Podobnie, Bootstrap Sweep Circuit jest generatorem przebiegów piłokształtnych. Ogólnie, obwód wobulacji Bootstrap jest również nazywany generatorem wobulacji Bootstrap opartym na czasie lub generatorem wobulacji Bootstrap.
Z definicji obwód nazywany jest „generatorem sterowanym w czasie”, jeśli obwód ten wytwarza na wyjściu napięcie lub prąd zmieniające się liniowo w stosunku do czasu. Ponieważ napięcie wyjściowe dostarczane przez obwód przemiatający Bootstrap również zmienia się liniowo w czasie, obwód jest również nazywany generatorem czasowym Bootstrap.
Mówiąc prościej, „Bootstrap Sweep Circuit” jest w zasadzie generatorem funkcji, który generuje przebieg piłokształtny o wysokiej częstotliwości. Wcześniej zbudowaliśmy obwód generatora przebiegów piłokształtnych przy użyciu układu scalonego 555 Timer i wzmacniacza operacyjnego. Teraz wyjaśnimy tutaj teorię obwodu wobulacji bootstrap.
Zastosowania generatora wobulacji Bootstrap
Istnieją zasadniczo dwa rodzaje generatorów czasowych, a mianowicie
- Generator aktualnej podstawy czasu : obwód nazywany jest generatorem aktualnej podstawy czasu, jeśli generuje sygnał prądowy na wyjściu, który zmienia się liniowo w czasie. Znajdujemy zastosowania dla tego rodzaju obwodów w dziedzinie „Odchylenia elektromagnetycznego”, ponieważ pola elektromagnetyczne cewek i cewek są bezpośrednio związane ze zmieniającymi się prądami.
- Generator napięcia podstawy czasu: Obwód nazywany jest generatorem napięcia podstawy czasu, jeśli generuje sygnał napięciowy na wyjściu, który zmienia się liniowo w czasie. Znajdujemy zastosowania dla tego rodzaju obwodów w dziedzinie „Odchylenia elektrostatycznego”, ponieważ oddziaływania elektrostatyczne są bezpośrednio związane ze zmianami napięć.
Ponieważ Bootstrap Sweep Circuit jest również generatorem napięcia i podstawy czasu, będzie miał swoje zastosowania w odkształcaniu elektrostatycznym, takim jak CRO (oscyloskop katodowy), monitory, ekrany, systemy radarowe, konwertery ADC (konwerter analogowo-cyfrowy) itp.
Działanie obwodu zamiatania Bootstrap
Poniższy rysunek przedstawia schemat obwodu obwodu wobulacji Bootstrap:
Obwód ma dwa główne elementy, które są tranzystorami NPN, a mianowicie Q1 i Q2. Tranzystor Q1 działa jako przełącznik w tym obwodzie, a tranzystor Q2 jest przystosowany do działania jako popychacz emitera. Obecna jest tutaj dioda D1, która zapobiega rozładowaniu kondensatora C1 w niewłaściwy sposób. Rezystory R1 i R2 są tutaj obecne w celu polaryzacji tranzystora Q1 i utrzymywania go domyślnie włączonego.
Jak wspomniano powyżej, tranzystor Q2 działa w konfiguracji wtórnika emitera, więc niezależnie od napięcia pojawiającego się u podstawy tranzystora, ta sama wartość pojawi się na jego emiterze. Zatem napięcie na wyjściu „Vo” jest równe napięciu na podstawie tranzystora, które jest napięciem na kondensatorze C2. Rezystor R4 i R3 są tutaj obecne, aby chronić tranzystory Q1 i Q2 przed wysokimi prądami.
Od początku tranzystor Q1 jest włączony z powodu polaryzacji i z tego powodu kondensator C2 zostanie całkowicie rozładowany przez Q1, co z kolei spowoduje, że napięcie wyjściowe spadnie do zera. Więc gdy Q1 nie jest wyzwalany, napięcie wyjściowe Vo jest równe zero.
W tym samym czasie, gdy Q1 nie zostanie wyzwolony, kondensator C1 zostanie całkowicie naładowany do napięcia + Vcc przez diodę D1. W tym samym czasie, gdy Q1 jest WŁĄCZONY, baza Q2 zostanie doprowadzona do masy, aby utrzymać tranzystor Q2 w stanie WYŁĄCZONY.
Ponieważ tranzystor Q1 jest domyślnie włączony, aby go wyłączyć, do bramki tranzystora Q1 jest podawane ujemne wyzwalanie o czasie trwania „Ts”, jak pokazano na wykresie. Gdy tranzystor Q1 wejdzie w stan wysokiej impedancji, kondensator C1 naładowany do napięcia + Vcc będzie próbował się rozładować.
Zatem prąd „I” przepływa przez rezystor i do kondensatora C2, jak pokazano na rysunku. Z powodu tego przepływu prądu kondensator C2 zaczyna się ładować i pojawia się na nim napięcie „Vc2”.
W obwodzie ładowania początkowego pojemność C1 jest znacznie większa niż C2, więc ładunek elektryczny przechowywany przez kondensator C1, gdy jest w pełni naładowany, jest bardzo wysoki. Teraz, nawet jeśli kondensator C1 sam się rozładowuje, napięcie na jego zaciskach niewiele się zmieni. A z powodu tego stabilnego napięcia na kondensatorze C1, bieżąca wartość „I” będzie stabilna przez rozładowanie kondensatora C1.
Ponieważ prąd „I” jest stabilny przez cały proces, szybkość ładowania odbieranego przez kondensator C2 będzie również stabilna przez cały czas. Przy tej stabilnej akumulacji ładunku napięcie na zaciskach kondensatora C2 również będzie rosło powoli i liniowo.
Teraz, gdy napięcie kondensatora C2 rośnie liniowo w czasie, napięcie wyjściowe również rośnie liniowo w czasie. Na wykresie w czasie wyzwalania „Ts” można zobaczyć, jak napięcie na zaciskach kondensatora C2 rośnie liniowo względem czasu.
Po zakończeniu czasu wyzwalania, jeżeli wyzwalacz ujemny podany tranzystorowi Q1 zostanie usunięty, wówczas tranzystor Q1 domyślnie wejdzie w stan niskiej impedancji i będzie działał jako zwarcie. Gdy to nastąpi, kondensator C2, który jest równoległy z tranzystorem Q1, rozładuje się całkowicie, powodując gwałtowny spadek napięcia na zaciskach. Tak więc w czasie przywracania „Tr” napięcie na zaciskach kondensatora C2 gwałtownie spadnie do zera i to samo można zobaczyć na wykresie.
Po zakończeniu tego cyklu ładowania i rozładowania, drugi cykl rozpocznie się od wyzwalania bramki tranzystora Q1. A z powodu tego ciągłego wyzwalania na wyjściu jest formowany przebieg piłokształtny, który jest końcowym wynikiem obwodu Bootstrap Sweep.
Tutaj kondensator C2, który pomaga w dostarczaniu stałego prądu jako sprzężenia zwrotnego do kondensatora C1, jest nazywany „kondensatorem ładującym”.