Qualsevol que es dediqui a l'electrònica s'haurà trobat amb circuits generadors de formes d'ona com el generador de formes d'ona rectangulars, el generador d'ones quadrades, el generador d'ones de pols, etc. Generalment, el circuit Bootstrap Sweep també s’anomena generador Bootstrap Time Based o Bootstrap Sweep Generator.
En definició, un circuit s'anomena "generador basat en el temps" si aquest circuit produeix una tensió o corrent linealment variable respecte al temps a la sortida. Atès que la sortida de tensió proporcionada per Bootstrap Sweep Circuit també canvia linealment amb el temps, el circuit també s'anomena generador basat en el temps Bootstrap.
En termes més senzills, el "Bootstrap Sweep Circuit" és bàsicament un generador de funcions que genera una forma d' ona de dents de serra d'alta freqüència. Anteriorment, vam construir un circuit de generador de formes d’ona Sawtooth mitjançant 555 Timer IC i op-amp. Ara aquí expliquem la teoria del circuit d’escombrat d’arrencada.
Aplicacions de Bootstrap Sweep Generator
Bàsicament hi ha dos tipus de generadors basats en el temps, a saber
- Generador de base de temps actual : un circuit s’anomena generador de base de temps actual si genera un senyal de corrent a la sortida que varia linealment respecte al temps. Trobem aplicacions per a aquest tipus de circuits en el camp de la "Deflexió electromagnètica", ja que els camps electromagnètics de bobines i inductors estan directament relacionats amb els corrents canviants.
- Generador de tensió de base de temps: un circuit s’anomena generador de tensió de base de temps si genera un senyal de tensió a la sortida que varia linealment respecte al temps. Trobem aplicacions per a aquest tipus de circuits en el camp de la "deflexió electrostàtica", perquè les interaccions electrostàtiques estan directament relacionades amb els voltatges canviants.
Com que Bootstrap Sweep Circuit també és un generador de voltatge de base de temps, tindrà les seves aplicacions en deflexió electrostàtica com CRO (oscil·loscopi de raigs catòdics), monitors, pantalles, sistemes de radar, convertidors ADC (convertidor analògic a digital), etc.
Funcionament del circuit Bootstrap Sweep
La figura següent mostra el diagrama de circuits del circuit d’escombratge Bootstrap:
El circuit té dos components principals que són transistors NPN, a saber, Q1 i Q2. El transistor Q1 actua com a commutador d’aquest circuit i el transistor Q2 s’adapta per actuar com a seguidor de l’emissor. El díode D1 és present aquí per evitar la descàrrega del condensador C1 de manera equivocada. Les resistències R1 i R2 són presents aquí per polaritzar el transistor Q1 i mantenir-lo encès per defecte.
Com s'ha esmentat anteriorment, el transistor Q2 actua en la configuració del seguidor de l'emissor, de manera que sigui quina sigui la tensió que aparegui a la base del transistor, apareixerà el mateix valor al seu emissor. Per tant, la tensió a la sortida 'Vo' és igual a la tensió a la base del transistor, que és la tensió del condensador C2. Les resistències R4 i R3 són presents aquí per protegir els transistors Q1 i Q2 de corrents elevats.
Des del començament, el transistor Q1 està engegat a causa de la polarització i, per això, el condensador C2 es descarregarà completament a través de Q1, el que al seu torn fa que la tensió de sortida es converteixi en zero. Per tant, quan Q1 no s’activa, la tensió de sortida Vo és igual a zero.
Al mateix temps, quan Q1 no s’activa, el condensador C1 es carregarà completament a tensió + Vcc a través del díode D1. Durant el mateix temps, quan Q1 està ACTIVAT, la base de Q2 serà conduïda a terra per mantenir el transistor Q2 en estat OFF.
Com que el transistor Q1 està activat per defecte, per apagar-lo es dóna un disparador negatiu de durada "Ts" a la porta del transistor Q1 tal com es mostra al gràfic. Una vegada que el transistor Q1 entri en estat d’alta impedància, el condensador C1 carregat a tensió + Vcc intentarà descarregar-se ell mateix.
Així doncs, un corrent "I" flueix a través de la resistència i al condensador C2 tal com es mostra a la figura. I a causa d’aquest flux de corrent, el condensador C2 comença a carregar-se i apareixerà un voltatge “Vc2” a través seu.
Al circuit d’arrencada, la capacitat de C1 és molt superior a C2, de manera que la càrrega elèctrica emmagatzemada pel condensador C1 quan està completament carregada és molt alta. Ara, fins i tot si el condensador C1 es descarrega per si mateix, la tensió dels seus terminals no canviarà molt. I, a causa d’aquest voltatge estable a través del condensador C1, el valor “I” actual serà estable a través de la descàrrega del condensador C1.
Com que el "I" actual és estable durant tot el procés, la taxa de càrrega rebuda pel condensador C2 també serà estable durant tot el procés. Amb aquesta acumulació estable de càrrega, el voltatge del terminal C2 del condensador també augmentarà lentament i linealment.
Ara, amb el condensador C2 la tensió augmenta linealment amb el temps, la tensió de sortida també augmenta linealment amb el temps. Podeu veure al gràfic durant el temps d’activació “Ts” la tensió del terminal a través del condensador C2 pujant linealment respecte al temps.
Després d’acabar el temps d’activació, si s’elimina el disparador negatiu donat al transistor Q1, el transistor Q1 entrarà per defecte en l’estat de baixa impendència i actuarà com a curtcircuit. Un cop això passi, el condensador C2 que es troba en paral·lel amb el transistor Q1 es descarregarà completament fins que la seva tensió terminal caigui bruscament. Així doncs, durant el temps de restauració 'Tr', la tensió terminal del condensador C2 caurà bruscament a zero i es podria veure el mateix al gràfic.
Un cop finalitzat aquest cicle de càrrega i descàrrega, el segon cicle començarà amb el disparador de la porta del transistor Q1. I a causa d’aquest desencadenament continu, es forma una forma d’ona de dents de serra a la sortida, que és el resultat final del circuit Bootstrap Sweep.
Aquí el condensador C2 que ajuda a proporcionar un corrent constant com a retroalimentació al condensador C1 s’anomena “condensador d’arrencada”.