أي شخص يتعامل مع الإلكترونيات سيصادف دارات مولد الموجي مثل مولد الموجي المستطيل ، ومولد الموجة المربعة ، ومولد الموجة النبضية ، وما إلى ذلك. بشكل عام ، تسمى دائرة Bootstrap Sweep أيضًا باسم مولد Bootstrap المستند إلى الوقت أو Bootstrap Sweep Generator.
في التعريف ، تسمى الدائرة "المولد المستند إلى الوقت" إذا كانت تلك الدائرة تنتج جهدًا أو تيارًا متغيرًا خطيًا فيما يتعلق بالوقت عند الإخراج. نظرًا لأن خرج الجهد الذي توفره Bootstrap Sweep Circuit يتغير أيضًا بشكل خطي بمرور الوقت ، فإن الدائرة تسمى أيضًا Bootstrap Time-Based Generator.
بعبارات أكثر بساطة ، فإن "Bootstrap Sweep Circuit" هي في الأساس مولد وظيفي يولد شكل موجة سن المنشار عالي التردد. لقد قمنا سابقًا ببناء دائرة مولد شكل موجة سن المنشار باستخدام 555 Timer IC و op-amp. الآن نوضح هنا نظرية دائرة اكتساح التمهيد
تطبيقات مولد الاجتياح Bootstrap
هناك نوعان أساسيان من المولد المستند إلى الوقت ، وهما
- مولد قاعدة الوقت الحالي : تسمى الدائرة بمولد قاعدة الوقت الحالية إذا كانت تولد إشارة حالية عند الخرج والتي تتغير خطيًا فيما يتعلق بالوقت. نجد تطبيقات لهذه الأنواع من الدوائر في مجال "الانحراف الكهرومغناطيسي" لأن المجالات الكهرومغناطيسية للملفات والمحثات مرتبطة ارتباطًا مباشرًا بالتيارات المتغيرة.
- مولد القاعدة الزمنية للجهد: تسمى الدائرة بمولد الجهد الكهربي إذا كانت تولد إشارة جهد عند الخرج والتي تتغير خطيًا فيما يتعلق بالوقت. نجد تطبيقات لهذه الأنواع من الدوائر في مجال "الانحراف الكهروستاتيكي" لأن التفاعلات الكهروستاتيكية ترتبط ارتباطًا مباشرًا بتغير الفولتية.
نظرًا لأن Bootstrap Sweep Circuit هو أيضًا مولد لقاعدة زمنية للجهد ، فسيكون له تطبيقاته في الانحراف الكهروستاتيكي مثل CRO (راسم الأشعة الكاثودية) ، والشاشات ، والشاشات ، وأنظمة الرادار ، ومحولات ADC (المحولات التناظرية إلى الرقمية) ، إلخ.
عمل حلبة الاجتياح Bootstrap
يوضح الشكل أدناه مخطط الدائرة لدائرة اكتساح Bootstrap:
تحتوي الدائرة على مكونين رئيسيين هما ترانزستورات NPN ، وهما Q1 و Q2. يعمل الترانزستور Q1 كمفتاح في هذه الدائرة ويتم تركيب الترانزستور Q2 ليكون بمثابة تابع باعث. يوجد الصمام الثنائي D1 هنا لمنع تفريغ المكثف C1 بطريقة خاطئة. المقاومات R1 و R2 موجودة هنا لتحيز الترانزستور Q1 وإبقائه قيد التشغيل افتراضيًا.
كما ذكرنا أعلاه ، يعمل الترانزستور Q2 في تكوين تابع الباعث ، لذلك مهما كان الجهد الذي يظهر في قاعدة الترانزستور ، ستظهر نفس القيمة عند الباعث. لذا فإن الجهد عند الخرج "Vo" يساوي الجهد عند قاعدة الترانزستور ، وهو الجهد عبر المكثف C2. يوجد المقاومان R4 و R3 هنا لحماية الترانزستورات Q1 و Q2 من التيارات العالية.
من البداية ، يتم تشغيل الترانزستور Q1 بسبب التحيز وبسبب هذا ، سيتم تفريغ المكثف C2 بالكامل من خلال Q1 مما يؤدي بدوره إلى أن يصبح جهد الخرج صفرًا. لذلك عندما لا يتم تشغيل Q1 ، فإن جهد الخرج Vo يساوي الصفر.
في الوقت نفسه ، عندما لا يتم تشغيل Q1 ، سيتم شحن المكثف C1 بالكامل بالجهد + Vcc من خلال الصمام الثنائي D1. خلال نفس الوقت ، عندما يكون Q1 في وضع التشغيل ، سيتم دفع قاعدة Q2 إلى الأرض للحفاظ على حالة الترانزستور Q2 OFF.
نظرًا لأن الترانزستور Q1 قيد التشغيل افتراضيًا ، لإيقاف تشغيله ، يتم إعطاء الزناد السلبي للمدة "Ts" لبوابة الترانزستور Q1 كما هو موضح في الرسم البياني. بمجرد دخول الترانزستور Q1 إلى حالة مقاومة عالية ، سيحاول المكثف C1 المشحون بالجهد + Vcc تفريغ نفسه.
لذلك يتدفق التيار "I" عبر المقاوم وإلى المكثف C2 كما هو موضح في الشكل. وبسبب هذا التدفق الحالي ، يبدأ المكثف C2 في الشحن وسيظهر جهد "Vc2" عبره.
في دائرة التمهيد ، تكون سعة C1 أعلى بكثير من C2 ، لذا فإن الشحنة الكهربائية المخزنة بواسطة المكثف C1 عندما يكون مشحونًا بالكامل تكون عالية جدًا. الآن حتى لو كان المكثف C1 يفرغ نفسه ، فلن يتغير الجهد عبر أطرافه كثيرًا. وبسبب هذا الجهد المستقر عبر المكثف C1 ، ستكون قيمة "I" الحالية مستقرة من خلال تفريغ المكثف C1.
مع استقرار "أنا" الحالي طوال العملية ، فإن معدل الشحن الذي يتلقاها المكثف C2 سيكون أيضًا مستقرًا طوال الوقت. مع هذا التراكم المستقر للشحنة ، سيرتفع الجهد الطرفي للمكثف C2 ببطء وخطيًا.
الآن مع ارتفاع جهد المكثف C2 خطيًا بمرور الوقت ، يرتفع جهد الخرج أيضًا بشكل خطي بمرور الوقت. يمكنك أن ترى في الرسم البياني خلال وقت الزناد "Ts" الجهد الطرفي عبر المكثف C2 يرتفع خطيًا فيما يتعلق بالوقت.
بعد نهاية وقت الزناد ، إذا تمت إزالة المشغل السالب المعطى للترانزستور Q1 ، فإن الترانزستور Q1 سيدخل في حالة التأخير المنخفض افتراضيًا ويعمل كدائرة قصيرة. بمجرد حدوث ذلك ، فإن المكثف C2 الذي يوازي الترانزستور Q1 سوف يقوم بتفريغ نفسه تمامًا لينخفض جهده النهائي بشكل حاد. لذلك خلال فترة الاستعادة "Tr" سينخفض الجهد الطرفي للمكثف C2 بشكل حاد إلى الصفر ويمكن رؤية نفس الشيء في الرسم البياني.
بمجرد اكتمال دورة الشحن والتفريغ هذه ، ستبدأ الدورة الثانية بمشغل بوابة الترانزستور Q1. وبسبب هذا التشغيل المستمر ، يتم تكوين شكل موجة سن المنشار عند الخرج ، وهو النتيجة النهائية لدائرة Bootstrap Sweep.
هنا يُطلق على المكثف C2 الذي يساعد في توفير تيار مستمر كتغذية مرتدة للمكثف C1 اسم "مكثف التمهيد".