Cualquiera que se ocupe de la electrónica se habrá encontrado con circuitos generadores de forma de onda como el generador de forma de onda rectangular, el generador de onda cuadrada, el generador de onda de pulso, etc. De manera similar, Bootstrap Sweep Circuit es un generador de forma de onda de diente de sierra. Generalmente, el circuito Bootstrap Sweep también se denomina generador Bootstrap Time Based o Bootstrap Sweep Generator.
En definición, un circuito se llama 'generador basado en el tiempo' si ese circuito produce un voltaje o corriente que varía linealmente con respecto al tiempo en la salida. Dado que la salida de voltaje proporcionada por Bootstrap Sweep Circuit también cambia linealmente con el tiempo, el circuito también se denomina generador Bootstrap basado en el tiempo.
En términos más simples, el 'Bootstrap Sweep Circuit' es básicamente un generador de funciones que genera una forma de onda de diente de sierra de alta frecuencia. Anteriormente construimos un circuito generador de forma de onda de diente de sierra usando 555 Timer IC y amplificador operacional. Ahora aquí explicamos acerca de la teoría del circuito de barrido de arranque.
Aplicaciones de Bootstrap Sweep Generator
Básicamente, existen dos tipos de generadores basados en el tiempo, a saber
- Generador de base de tiempo actual : un circuito se denomina generador de base de tiempo actual si genera una señal de corriente en la salida que varía linealmente con respecto al tiempo. Encontramos aplicaciones para este tipo de circuitos en el campo de la 'Deflexión electromagnética' ya que los campos electromagnéticos de bobinas e inductores están directamente relacionados con corrientes cambiantes.
- Generador de voltaje de base de tiempo: Un circuito se denomina generador de voltaje de base de tiempo si genera una señal de voltaje en la salida que varía linealmente con respecto al tiempo. Encontramos aplicaciones para este tipo de circuitos en el campo de la 'Deflexión electrostática' porque las interacciones electrostáticas están directamente relacionadas con los voltajes cambiantes.
Dado que Bootstrap Sweep Circuit también es un generador de voltaje de base de tiempo, tendrá sus aplicaciones en deflexión electrostática como CRO (osciloscopio de rayos catódicos), monitores, pantallas, sistemas de radar, convertidores ADC (convertidor analógico a digital), etc.
Funcionamiento del circuito de barrido Bootstrap
La siguiente figura muestra el diagrama de circuito del circuito de barrido Bootstrap:
El circuito tiene dos componentes principales que son transistores NPN, a saber, Q1 y Q2. El transistor Q1 actúa como conmutador en este circuito y el transistor Q2 está equipado para actuar como seguidor de emisor. El diodo D1 está presente aquí para evitar la descarga del condensador C1 de manera incorrecta. Las resistencias R1 y R2 están presentes aquí para polarizar el transistor Q1 y mantenerlo encendido por defecto.
Como se mencionó anteriormente, el transistor Q2 actúa en configuración de seguidor de emisor, por lo que cualquiera que sea el voltaje que aparece en la base del transistor, aparecerá el mismo valor en su emisor. Entonces, el voltaje en la salida 'Vo' es igual al voltaje en la base del transistor, que es el voltaje en el condensador C2. Las resistencias R4 y R3 están presentes aquí para proteger los transistores Q1 y Q2 de altas corrientes.
Desde el principio, el transistor Q1 se enciende debido a la polarización y debido a esto, el condensador C2 se descargará completamente a través de Q1, lo que a su vez hace que el voltaje de salida se vuelva cero. Entonces, cuando no se activa Q1, el voltaje de salida Vo es igual a cero.
Al mismo tiempo, cuando no se activa Q1, el condensador C1 se cargará completamente a voltaje + Vcc a través del diodo D1. Durante el mismo tiempo, cuando Q1 está ENCENDIDO, la base de Q2 será conducida al suelo para mantener el estado APAGADO del transistor Q2.
Dado que el transistor Q1 está ENCENDIDO por defecto, para apagarlo, se le da un disparador negativo de duración 'Ts' a la puerta del transistor Q1 como se muestra en el gráfico. Una vez que el transistor Q1 entra en estado de alta impedancia, el condensador C1 que está cargado a voltaje + Vcc intentará descargarse.
Entonces, una corriente 'I' fluye a través de la resistencia y al capacitor C2 como se muestra en la figura. Y debido a este flujo de corriente, el condensador C2 comienza a cargarse y aparecerá un voltaje 'Vc2' a través de él.
En el circuito de arranque, la capacitancia de C1 es mucho mayor que la de C2, por lo que la carga eléctrica almacenada por el capacitor C1 cuando está completamente cargado es muy alta. Ahora, incluso si el condensador C1 se está descargando, el voltaje en sus terminales no cambiará mucho. Y debido a este voltaje estable en el condensador C1, el valor actual de 'I' será estable a través de la descarga del condensador C1.
Con la corriente 'I' estable durante todo el proceso, la tasa de carga recibida por el condensador C2 también será estable en todo momento. Con esta acumulación estable de carga, la tensión del terminal C2 del condensador también aumentará lenta y linealmente.
Ahora que el voltaje del condensador C2 aumenta linealmente con el tiempo, el voltaje de salida también aumenta linealmente con el tiempo. Puede ver en el gráfico durante el tiempo de activación 'Ts' el voltaje terminal a través del capacitor C2 aumentando linealmente con respecto al tiempo.
Después del final del tiempo de activación, si se quita el activador negativo dado al transistor Q1, entonces el transistor Q1 entrará en el estado de baja impedancia por defecto y actuará como un cortocircuito. Una vez que esto sucede, el condensador C2 que está en paralelo con el transistor Q1 se descargará completamente para que su voltaje terminal caiga abruptamente. Entonces, durante el tiempo de restauración 'Tr', el voltaje terminal del capacitor C2 caerá bruscamente a cero y lo mismo podría verse en el gráfico.
Una vez que se completa este ciclo de carga y descarga, el segundo ciclo comenzará con el gatillo de puerta del transistor Q1. Y debido a este disparo continuo, se forma una forma de onda de diente de sierra en la salida, que es el resultado final del circuito Bootstrap Sweep.
Aquí, el condensador C2 que ayuda a proporcionar una corriente constante como retroalimentación al condensador C1 se denomina "condensador de arranque".