Každý, kdo se zabývá elektronikou, narazil na obvody generátoru vln, jako je obdélníkový generátor vln, generátor čtvercových vln, generátor pulzních vln atd. Podobně je Bootstrap Sweep Circuit generátor pilových vln. Obecně je obvod Bootstrap Sweep také nazýván jako Bootstrap Time Based generátor nebo Bootstrap Sweep Generator.
V definici se obvod nazývá „generátor založený na čase“, pokud tento obvod produkuje lineárně se měnící napětí nebo proud s ohledem na čas na výstupu. Protože napěťový výstup poskytovaný Bootstrap Sweep Circuit se také mění lineárně s časem, obvod se také nazývá Bootstrap Time-Based generator.
Jednoduše řečeno, „Bootstrap Sweep Circuit“ je v podstatě generátor funkcí, který generuje pilovitý průběh vysoké frekvence. Dříve jsme vytvořili obvod generátoru vln Sawtooth pomocí 555 časovače IC a operačního zesilovače. Nyní zde vysvětlujeme teorii obvodů zametání bootstrap.
Aplikace Bootstrap Sweep Generator
V zásadě existují dva typy generátoru založeného na čase, a to
- Generátor aktuální časové základny : Obvod se nazývá generátor aktuální časové základny, pokud generuje proudový signál na výstupu, který se lineárně mění s ohledem na čas. Aplikace pro tyto druhy obvodů nacházíme v oblasti „elektromagnetické výchylky“, protože elektromagnetická pole cívek a induktorů přímo souvisejí s měnícími se proudy.
- Napěťový generátor časové základny: Obvod se nazývá napěťový generátor časové základny, pokud generuje napěťový signál na výstupu, který se lineárně mění s ohledem na čas. Aplikace pro tyto druhy obvodů nacházíme v oblasti „elektrostatické výchylky“, protože elektrostatické interakce přímo souvisejí se změnou napětí.
Vzhledem k tomu, že Bootstrap Sweep Circuit je také generátorem napěťové časové základny, bude mít své aplikace v elektrostatickém vychylování jako CRO (katodový paprskový osciloskop), monitory, obrazovky, radarové systémy, převaděče ADC (analogově-digitální převaděče) atd.
Práce se zaváděcím obvodem Bootstrap
Níže uvedený obrázek ukazuje schéma zapojení obvodu Bootstrap:
Obvod má hlavní dvě složky, kterými jsou tranzistory NPN, jmenovitě Q1 a Q2. Tranzistor Q1 působí v tomto obvodu jako spínač a tranzistor Q2 je osazen tak, aby fungoval jako sledovač emitoru. Dioda D1 je zde přítomna, aby zabránila špatnému vybití kondenzátoru C1. Rezistory R1 a R2 jsou zde přítomny pro předpětí tranzistoru Q1 a jeho výchozí nastavení pro zapnutí.
Jak již bylo zmíněno výše, tranzistor Q2 působí v konfiguraci sledovače emitoru, takže ať se na základně tranzistoru objeví jakékoli napětí, na jeho emitoru se objeví stejná hodnota. Napětí na výstupu „Vo“ se tedy rovná napětí na bázi tranzistoru, což je napětí na kondenzátoru C2. Jsou zde přítomny rezistory R4 a R3, které chrání tranzistory Q1 a Q2 před vysokými proudy.
Od začátku je tranzistor Q1 zapnut kvůli předpětí a kvůli tomu bude kondenzátor C2 zcela vybit přes Q1, což má za následek nulování výstupního napětí. Když se tedy Q1 nespustí, výstupní napětí Vo se rovná nule.
Současně, když se nespustí Q1, bude kondenzátor C1 zcela nabitý na napětí + Vcc prostřednictvím diody D1. Ve stejnou dobu, když je Q1 ZAPNUTO, bude základna Q2 přivedena k zemi, aby byl tranzistor Q2 vypnutý.
Vzhledem k tomu, že tranzistor Q1 je ve výchozím nastavení ZAPNUTÝ, je brána tranzistoru Q1, jak je znázorněno v grafu, vypnuta záporná spoušť trvání 'Ts'. Jakmile tranzistor Q1 vstoupí do stavu vysoké impedance, kondenzátor C1, který je nabitý na napětí + Vcc, se pokusí vybít sám.
Takže proud „I“ protéká odporem a kondenzátorem C2, jak je znázorněno na obrázku. A kvůli tomuto proudu proudu se kondenzátor C2 začne nabíjet a na něm se objeví napětí „Vc2“.
V bootstrapovém obvodu je kapacita C1 mnohem vyšší než C2, takže elektrický náboj uložený kondenzátorem C1, když je plně nabitý, je velmi vysoký. Nyní, i když se kondenzátor C1 sám vybíjí, napětí na jeho svorkách se příliš nezmění. A díky tomuto stabilnímu napětí na kondenzátoru C1 bude aktuální hodnota „I“ stabilní po vybití kondenzátoru C1.
Když je aktuální „I“ stabilní během celého procesu, bude rychlost nabíjení přijímaná kondenzátorem C2 také stabilní po celou dobu. S touto stabilní akumulací náboje bude také terminální napětí kondenzátoru C2 stoupat pomalu a lineárně.
Nyní, když napětí C2 kondenzátoru roste lineárně s časem, výstupní napětí také roste lineárně s časem. Na grafu můžete vidět, že během doby spouštění „Ts“ napětí terminálu na kondenzátoru C2 roste lineárně s ohledem na čas.
Po skončení spouštěcího času, pokud je odstraněna záporná spoušť daná tranzistoru Q1, vstoupí tranzistor Q1 ve výchozím nastavení do stavu nízké impendence a bude fungovat jako zkrat. Jakmile k tomu dojde, kondenzátor C2, který je paralelně s tranzistorem Q1, se zcela vybije, aby došlo k prudkému poklesu jeho koncového napětí. Takže během doby obnovy „Tr“ terminální napětí kondenzátoru C2 prudce poklesne na nulu a to samé je vidět na grafu.
Jakmile je tento cyklus nabíjení a vybíjení dokončen, začne druhý cyklus spouštěním hradla tranzistoru Q1. A díky tomuto nepřetržitému spouštění se na výstupu vytváří pilovitá křivka, což je konečný výsledek obvodu Bootstrap Sweep.
Zde se kondenzátor C2, který pomáhá při konstantním proudu jako zpětná vazba ke kondenzátoru C1, nazývá „Bootstrappingový kondenzátor“.