כל מי שעוסק באלקטרוניקה יתקל במעגלי גנרטור צורות גל כמו מחולל צורות גל מלבני, מחולל גל מרובע, מחולל גלי דופק וכו '. באופן דומה, Bootstrap Sweep Circuit הוא מחולל צורת גל של מסור. באופן כללי, מעגל הטעינה של Bootstrap נקרא גם כ- Generator מבוסס זמן Bootstrap או מחולל מטאטא Bootstrap.
כהגדרה, מעגל נקרא 'גנרטור מבוסס זמן' אם המעגל הזה מייצר מתח או זרם משתנה באופן ליניארי ביחס לזמן ביציאה. מכיוון שפלט המתח המסופק על ידי מעגל הטעינה של Bootstrap משתנה גם באופן ליניארי עם הזמן, המעגל נקרא גם Bootstrap Time Based Generator.
במילים פשוטות יותר, 'מעגל הטיסה של Bootstrap' הוא בעצם מחולל פונקציות המייצר צורת גל של מסור בתדירות גבוהה. בעבר בנינו מעגל מחולל צורות גל של Sawtooth באמצעות 555 טיימר IC ומגבר. עכשיו הנה אנו מסבירים על תאוריית מעגל הטעינה של bootstrap
יישומים של Bootstrap Sweep Generator
ישנם בעצם שני סוגים של גנרטור מבוסס זמן, כלומר
- מחולל זמן בסיס הנוכחי : מעגל נקרא מחולל זמן בסיס הנוכחי אם הוא מייצר אות זרם בפלט המשתנה באופן ליניארי ביחס לזמן. אנו מוצאים יישומים למעגלים מסוג זה בתחום 'סטיה אלקטרומגנטית' מכיוון שהשדות האלקטרומגנטיים של סלילים ומשרנים קשורים ישירות לזרמים משתנים.
- גנרטור מתח זמן בסיס: מעגל נקרא גנרטור מתח זמן-מתח אם הוא מייצר אות מתח ביציאה המשתנה באופן ליניארי ביחס לזמן. אנו מוצאים יישומים למעגלים מסוג זה בתחום 'סטיה אלקטרוסטטית' מכיוון שאינטראקציות אלקטרוסטטיות קשורות ישירות לשינוי מתח.
מכיוון ש- Bootstrap Sweep Circuit הוא גם מחולל מתח זמן-בסיסי, יישמו בו סטיה אלקטרוסטטית כמו CRO (אוסצילוסקופ קתודי ריי), צגים, מסכים, מערכות מכ"ם, ממירי ADC (ממיר אנלוגי לדיגיטלי) וכו '.
עבודה של מעגל מטאטא Bootstrap
האיור שלהלן מציג את תרשים המעגל של מעגל הטאטא של Bootstrap:
למעגל שני מרכיבים עיקריים שהם טרנזיסטורי NPN, כלומר Q1 ו- Q2. הטרנזיסטור Q1 משמש כמתג במעגל זה והטרנזיסטור Q2 מותאם לפעול כחסיד פולט. הדיודה D1 קיימת כאן למניעת פריקה של הקבל C1 בצורה לא נכונה. הנגדים R1 ו- R2 נמצאים כאן לצורך הטיית הטרנזיסטור Q1 ושמירתו מופעל כברירת מחדל.
כאמור לעיל, הטרנזיסטור Q2 פועל בתצורת עוקב פולט, כך שלא משנה מה המתח בבסיס הטרנזיסטור, אותו ערך יופיע בפולט שלו. אז המתח ביציאה 'Vo' שווה למתח בבסיס הטרנזיסטור, שהוא המתח על פני הקבל C2. הנגד R4 ו- R3 נמצאים כאן כדי להגן על הטרנזיסטורים Q1 ו- Q2 מפני זרמים גבוהים.
מההתחלה, הטרנזיסטור Q1 מופעל בגלל הטיה ובגלל זה, הקבל C2 ישוחרר לחלוטין דרך Q1 מה שמביא בתורו למתח היציאה לאפס. לכן כאשר Q1 אינו מופעל, מתח המוצא Vo שווה לאפס.
יחד עם זאת, כאשר Q1 לא מופעל, הקבל C1 יטען לחלוטין למתח + Vcc דרך הדיודה D1. במהלך אותה תקופה, כאשר Q1 פועל, הבסיס של Q2 יונע לקרקע כדי לשמור על מצב הטרנזיסטור Q2 OFF.
מכיוון שהטרנזיסטור Q1 פועל כברירת מחדל, כדי לכבות אותו, טריגר שלילי למשך הזמן 'Ts' ניתן לשער הטרנזיסטור Q1 כפי שמוצג בתרשים. ברגע שהטרנזיסטור Q1 נכנס למצב עכבה גבוהה, הקבל C1 הטעון למתח + Vcc ינסה לפרוק את עצמו.
אז זרם 'אני' זורם דרך הנגד ולקבל C2 כפי שמוצג באיור. ובגלל זרימת זרם זו, הקבל C2 מתחיל להיטען ומתח 'Vc2' יופיע על פניו.
במעגל האתחול, הקיבול של C1 גבוה בהרבה מ- C2, כך שהמטען החשמלי המאוחסן על ידי הקבל C1 כשהוא טעון במלואו הוא גבוה מאוד. עכשיו גם אם הקבל C1 מתפרק מעצמו, המתח על המסופים שלו לא ישתנה הרבה. ובגלל המתח היציב הזה על פני הקבל C1, ערך ה- 'I' הנוכחי יהיה יציב באמצעות פריקה של הקבל C1.
כאשר ה"אני "הנוכחי יציב לאורך כל התהליך, קצב הטעינה המתקבל על ידי הקבל C2 יהיה יציב לאורך כל הדרך. עם הצטברות מטען יציבה זו, מתח המסוף C2 הקבל יעלה לאט ובאופן ליניארי.
כעת, כאשר מתח הקבל C2 עולה באופן ליניארי עם הזמן, מתח היציאה עולה גם באופן ליניארי עם הזמן. ניתן לראות בגרף בזמן ההדק 'Ts' את מתח המסוף על פני הקבל C2 שעולה באופן ליניארי ביחס לזמן.
לאחר סיום זמן ההדק אם ההסגר השלילי שניתן לטרנזיסטור Q1 יוסר, הטרנזיסטור Q1 ייכנס כברירת מחדל למצב של עכבה נמוכה וישמש כקצר. ברגע שזה קורה, הקבל C2 שהוא במקביל לטרנזיסטור Q1 יפרוק את עצמו לחלוטין כדי שיורד מתח המסוף שלו בצורה חדה. אז בזמן השחזור 'Tr' מתח המסוף של הקבל C2 יירד בחדות לאפס ואותו ניתן היה לראות בגרף.
לאחר השלמת מחזור זה של טעינה ופריקה, המחזור השני יתחיל בהדק השער של הטרנזיסטור Q1. ובגלל ההפעלה המתמשכת הזו, נוצר צורת גל של מסור בפלט, שהיא התוצאה הסופית של מעגל הטיה של Bootstrap.
כאן הקבל C2 המסייע במתן זרם קבוע כמשוב לקבל C1 נקרא 'קבלים Bootstrapping'.