Elektroniklerle uğraşan herkes dikdörtgen dalga biçimi üreteci, kare dalga üreteci, darbe dalgası üreteci, vb. Gibi dalga biçimi üreteci devreleriyle karşılaşmış olacaktır. Benzer şekilde, Önyükleme Süpürme Devresi bir testere dişi dalga biçimi üretecidir. Genel olarak, Bootstrap Sweep devresi, Bootstrap Time Based generator veya Bootstrap Sweep Generator olarak da adlandırılır .
Tanım olarak, bir devre, çıkıştaki zamana göre doğrusal olarak değişen bir voltaj veya akım üretiyorsa, bir devre 'Zaman Bazlı jeneratör' olarak adlandırılır. Bootstrap Sweep Circuit tarafından sağlanan voltaj çıkışı da zamanla doğrusal olarak değiştiği için devre Bootstrap Zamana Dayalı jeneratör olarak da adlandırılır.
Daha basit bir ifadeyle, 'Önyükleme Süpürme Devresi' temelde yüksek frekanslı bir testere dişi dalga formu üreten bir işlev üreticisidir. Daha önce 555 Timer IC ve op-amp kullanarak bir Sawtooth dalga formu üreteci devresi oluşturduk. Şimdi burada bootstrap süpürme devresi teorisini açıklıyoruz.
Bootstrap Sweep Generator Uygulamaları
Temelde iki tür Zamana Dayalı jeneratör vardır, yani
- Akım Zaman Tabanı üreteci : Bir devre, çıkışta zamana göre doğrusal olarak değişen bir akım sinyali üretirse, Akım Zaman Tabanı üreteci olarak adlandırılır. Bobinlerin ve indüktörlerin elektromanyetik alanları değişen akımlarla doğrudan ilişkili olduğu için, bu tür devreler için 'Elektromanyetik Sapma' alanında uygulamalar buluyoruz.
- Gerilim Zaman Tabanı üreteci: Bir devre, çıkışta zamana göre doğrusal olarak değişen bir gerilim sinyali oluşturuyorsa Gerilim Zaman Tabanı üreteci olarak adlandırılır. Bu tür devreler için 'Elektrostatik Defleksiyon' alanında uygulamalar buluyoruz çünkü elektrostatik etkileşimler doğrudan değişen voltajlarla ilgilidir.
Bootstrap Süpürme Devresi aynı zamanda bir Gerilim Zaman Tabanı üreteci olduğundan, CRO (Katot Işını Osiloskopu), monitörler, ekranlar, radar sistemleri, ADC dönüştürücüler (Analogdan Dijitale dönüştürücü) gibi Elektrostatik Saptırma uygulamalarına sahip olacaktır.
Bootstrap Sweep Devresinin Çalışması
Aşağıdaki şekil Bootstrap süpürme devresinin devre şemasını göstermektedir:
Devre, Q1 ve Q2 olmak üzere NPN transistörleri olan iki ana bileşene sahiptir. Transistör Q1, bu devrede bir anahtar görevi görür ve transistör Q2, bir emitör takipçisi olarak hareket etmek üzere takılır. D1 diyotu burada C1 kapasitörünün yanlış şekilde boşalmasını önlemek için mevcuttur. R1 ve R2 dirençleri burada Q1 transistörünü önyargılı tutmak ve varsayılan olarak AÇIK tutmak için mevcuttur.
Yukarıda bahsedildiği gibi, transistör Q2, emitör takipçisi konfigürasyonunda hareket eder, bu nedenle transistörün tabanında voltaj göründüğünde, aynı değer yayıcıda görünecektir. Dolayısıyla, 'Vo' çıkışındaki voltaj, C2 kapasitöründeki voltaj olan transistörün tabanındaki voltaja eşittir. Rezistör R4 ve R3 burada Q1 ve Q2 transistörlerini yüksek akımlardan korumak için mevcuttur.
Başlangıçtan itibaren, transistör Q1, önyargı nedeniyle AÇIK konuma getirilir ve bu nedenle, C2 kapasitör Q1 yoluyla tamamen deşarj olur ve bu da çıkış voltajının sıfır olmasına neden olur. Dolayısıyla, Q1 tetiklenmediğinde, Vo çıkış voltajı sıfıra eşittir.
Aynı zamanda, Q1 tetiklenmediğinde, C1 kondansatörü D1 diyotu üzerinden tamamen voltaj + Vcc'ye şarj edilecektir. Aynı zamanda, Q1 AÇIK olduğunda, Q2'nin tabanı, transistör Q2 KAPALI durumunu korumak için zemine sürülür.
Transistör Q1 varsayılan olarak AÇIK olduğundan, onu KAPATMAK için grafikte gösterildiği gibi Q1 transistörünün kapısına 'Ts' süreli negatif bir tetikleyici verilir. Transistör Q1 yüksek empedans durumuna girdiğinde, voltaj + Vcc'ye yüklenen kapasitör C1 kendini deşarj etmeye çalışacaktır.
Dolayısıyla, şekilde gösterildiği gibi dirençten ve C2 kapasitöründen bir akım 'I' geçer. Ve bu akım akışı nedeniyle, C2 kondansatörü şarj olmaya başlar ve karşısında bir voltaj 'Vc2' belirir.
Önyükleme devresinde, C1'in kapasitansı C2'den çok daha yüksektir, bu nedenle C1 kapasitörünün tam şarj olduğunda depoladığı elektrik yükü çok yüksektir. Şimdi, C1 kondansatörü kendi kendini boşaltsa bile, terminallerindeki voltaj çok fazla değişmeyecektir. Ve C1 kapasitöründeki bu kararlı voltaj nedeniyle, mevcut 'I' değeri C1 kapasitörünün deşarjı yoluyla kararlı olacaktır.
Süreç boyunca sabit olan akım 'I' ile, C2 kapasitörünün aldığı şarj oranı da aynı zamanda kararlı olacaktır. Bu kararlı yük birikimi ile, C2 kapasitör terminal voltajı da yavaş ve doğrusal olarak yükselecektir.
Şimdi C2 kapasitör voltajı zamanla doğrusal olarak yükselirken, çıkış voltajı da zamanla doğrusal olarak yükselir. Grafikte tetikleme süresi 'Ts' sırasında C2 kapasitöründeki terminal voltajının zamana göre doğrusal olarak yükseldiğini görebilirsiniz.
Tetikleme süresinin sona ermesinden sonra, Q1 transistörüne verilen negatif tetik kaldırılırsa, o zaman Q1 transistörü varsayılan olarak düşük impendans durumuna girecek ve kısa devre görevi görecektir. Bu gerçekleştiğinde, Q1 transistörüne paralel olan C2 kondansatörü, terminal voltajının keskin bir şekilde düşmesi için kendini tamamen deşarj edecektir. Bu nedenle, geri yükleme süresi 'Tr' sırasında, C2 kapasitörünün terminal voltajı keskin bir şekilde sıfıra düşecektir ve aynısı grafikte de görülebilir.
Bu şarj ve deşarj döngüsü tamamlandığında, ikinci döngü Q1 transistörünün kapı tetiği ile başlayacaktır. Ve bu sürekli tetikleme nedeniyle, Bootstrap Sweep devresinin nihai sonucu olan çıkışta testere dişi bir dalga formu oluşur.
Burada C1 kapasitörüne geri besleme olarak sabit akım sağlanmasına yardımcı olan C2 kapasitörüne 'Bootstrapping kapasitör' denir.