Ikviens, kurš nodarbojas ar elektroniku, būs sastapies ar viļņu formas ģeneratoru ķēdēm, piemēram, taisnstūrveida viļņu formas ģeneratoru, kvadrātveida viļņu ģeneratoru, impulsu viļņu ģeneratoru utt. Parasti Bootstrap Sweep ķēdi sauc arī par Bootstrap Time Based Generator vai Bootstrap Sweep Generator.
Definīcijā ķēdi sauc par “uz laiku balstītu ģeneratoru”, ja šī ķēde rada lineāri mainīgu spriegumu vai strāvu attiecībā pret laiku izejā. Tā kā sprieguma izeja, ko nodrošina Bootstrap Sweep Circuit, ar laiku mainās arī lineāri, ķēdi sauc arī par Bootstrap Time-Generator.
Vienkāršāk sakot, “Bootstrap Sweep Circuit” būtībā ir funkciju ģenerators, kas ģenerē augstas frekvences zāģa viļņu formu. Iepriekš mēs izveidojām Zāģa zobu viļņu ģeneratora shēmu, izmantojot 555 taimera IC un op-amp. Tagad šeit mēs izskaidrojam par bootstrap slaucīšanas ķēdes teoriju.
Bootstrap Sweep Generator lietojumprogrammas
Būtībā ir divi uz laiku balstīti ģeneratori, proti
- Pašreizējais laika bāzes ģenerators : ķēdi sauc par strāvas laika bāzes ģeneratoru, ja tā izejā ģenerē strāvas signālu, kas lineāri mainās attiecībā pret laiku. Šāda veida ķēdēm mēs atrodam pielietojumu elektromagnētiskās novirzes jomā, jo spoles un induktoru elektromagnētiskie lauki ir tieši saistīti ar strāvu maiņu.
- Sprieguma laika bāzes ģenerators: ķēdi sauc par sprieguma laika bāzes ģeneratoru, ja tā izejā ģenerē sprieguma signālu, kas lineāri mainās attiecībā pret laiku. Šāda veida ķēdēm mēs atrodam pielietojumu "Elektrostatiskās novirzes" jomā, jo elektrostatiskās mijiedarbības ir tieši saistītas ar sprieguma maiņu.
Tā kā Bootstrap slaucīšanas ķēde ir arī sprieguma laika bāzes ģenerators, tā tiks pielietota elektrostatiskajā novirzē, piemēram, CRO (katoda staru osciloskops), monitoros, ekrānos, radaru sistēmās, ADC pārveidotājos (analogais uz ciparu pārveidotājs) utt.
Bootstrap slaucīšanas ķēdes darbība
Zemāk redzamajā attēlā parādīta Bootstrap slaucīšanas ķēdes shēma:
Shēmai ir divi galvenie komponenti, kas ir NPN tranzistori, proti, Q1 un Q2. Transistors Q1 šajā ķēdē darbojas kā slēdzis, un tranzistors Q2 ir uzstādīts, lai darbotos kā izstarotāja sekotājs. Diods D1 šeit atrodas, lai novērstu kondensatora C1 izlādi nepareizā veidā. Rezistori R1 un R2 šeit atrodas tranzistora Q1 novirzīšanai un tā noklusējuma uzturēšanai ieslēgtam.
Kā minēts iepriekš, tranzistors Q2 darbojas izstarotāja sekotāja konfigurācijā, tāpēc neatkarīgi no tā, kāds spriegums parādās tranzistora pamatnē, tā emitētājā parādīsies tā pati vērtība. Tātad spriegums pie izejas “Vo” ir vienāds ar spriegumu tranzistora pamatnē, kas ir spriegums pāri kondensatoram C2. Šeit atrodas rezistors R4 un R3, lai pasargātu tranzistorus Q1 un Q2 no lielām strāvām.
Sākotnēji tranzistors Q1 tiek ieslēgts novirzes dēļ, un tādēļ kondensators C2 tiks pilnībā izlādēts caur Q1, savukārt izejas spriegums kļūst nulle. Tātad, kad Q1 netiek aktivizēts, izejas spriegums Vo ir vienāds ar nulli.
Tajā pašā laikā, kad Q1 netiek aktivizēts, kondensators C1 tiks pilnībā uzlādēts spriegumam + Vcc caur diode D1. Tajā pašā laikā, kad Q1 ir IESLĒGTS, Q2 pamatne tiks virzīta uz zemi, lai saglabātu tranzistora Q2 izslēgtu stāvokli.
Tā kā tranzistors Q1 pēc noklusējuma ir IESLĒGTS, tā izslēgšanai tranzistora Q1 vārtiem tiek piešķirts negatīvs trigeris ar ilgumu 'Ts', kā parādīts diagrammā. Kad tranzistors Q1 nonāk augstas pretestības stāvoklī, kondensators C1, kas tiek uzlādēts spriegumam + Vcc, mēģinās pats izlādēties.
Tātad strāva "I" plūst caur rezistoru un uz kondensatoru C2, kā parādīts attēlā. Šīs strāvas plūsmas dēļ kondensators C2 sāk uzlādēt, un tajā parādīsies spriegums 'Vc2'.
Bootstrap ķēdē C1 kapacitāte ir daudz lielāka nekā C2, tāpēc kondensatora C1 uzkrātais elektriskais lādiņš, kad tas ir pilnībā uzlādēts, ir ļoti augsts. Pat tad, ja kondensators C1 pats izlādējas, spriegums pāri tā spailēm daudz nemainīsies. Šī stabilā sprieguma dēļ kondensatorā C1 pašreizējā “I” vērtība būs stabila, izlādējot kondensatoru C1.
Tā kā pašreizējais “I” ir stabils visā procesā, arī kondensatora C2 saņemtā lādiņa likme būs stabila visā. Ar šo stabilu lādiņa uzkrāšanos lēnām un lineāri palielināsies arī kondensatora C2 spailes spriegums.
Tagad, kad kondensatora C2 spriegums ar laiku palielinās lineāri, izejas spriegums ar laiku palielinās arī lineāri. Diagrammā sprūda laikā 'Ts' var redzēt termināla spriegumu kondensatorā C2 lineāri attiecībā pret laiku.
Pēc sprūda laika beigām, ja tranzistoram Q1 piešķirtais negatīvais sprūda tiek noņemts, tad tranzistors Q1 pēc noklusējuma nonāks zemas impendences stāvoklī un darbosies kā īssavienojums. Kad tas notiks, kondensators C2, kas atrodas paralēli tranzistoram Q1, pilnībā izlādēsies, lai tā sprieguma spriegums strauji pazeminātos. Tātad atjaunošanas laikā 'Tr' kondensatora C2 sprieguma spriegums strauji samazināsies līdz nullei, un tas pats bija redzams grafikā.
Kad šis uzlādes un izlādes cikls ir pabeigts, otrais cikls sāksies ar tranzistora Q1 vārtu palaidēju. Šīs nepārtrauktās iedarbināšanas dēļ izejā tiek izveidota zāģa viļņu forma, kas ir Bootstrap Sweep ķēdes gala rezultāts.
Šeit kondensatoru C2, kas palīdz nodrošināt pastāvīgu strāvu kā atgriezenisko saiti kondensatoram C1, sauc par “Bootstrapping kondensatoru”.