Siapa pun yang berurusan dengan elektronik akan menemukan rangkaian generator bentuk gelombang seperti generator gelombang persegi panjang, generator gelombang persegi, generator gelombang pulsa, dll. Demikian pula, Bootstrap Sweep Circuit adalah generator bentuk gelombang gigi gergaji. Secara umum rangkaian Bootstrap Sweep disebut juga dengan Bootstrap Time Based generator atau Bootstrap Sweep Generator.
Dalam definisi, rangkaian disebut 'generator Berbasis Waktu' jika rangkaian tersebut menghasilkan tegangan atau arus yang bervariasi secara linier sehubungan dengan waktu pada keluaran. Karena output tegangan yang disediakan oleh Bootstrap Sweep Circuit juga berubah secara linier dengan waktu, rangkaian ini juga disebut generator Berbasis Waktu Bootstrap.
Dalam istilah yang lebih sederhana, 'Bootstrap Sweep Circuit' pada dasarnya adalah generator fungsi yang menghasilkan bentuk gelombang gigi gergaji dengan frekuensi tinggi. Kami sebelumnya membangun rangkaian generator gelombang gigi gergaji menggunakan IC Timer 555 dan op-amp. Sekarang di sini kami menjelaskan tentang teori rangkaian sapuan bootstrap.
Aplikasi dari Bootstrap Sweep Generator
Pada dasarnya ada dua jenis generator Berbasis Waktu, yaitu
- Generator Basis Waktu Saat Ini : Sebuah rangkaian disebut generator Basis Waktu Saat Ini jika ia menghasilkan sinyal arus pada keluaran yang bervariasi secara linier terhadap waktu. Kami menemukan aplikasi untuk jenis sirkuit ini di bidang 'Defleksi Elektromagnetik' karena medan elektromagnetik kumparan dan induktor secara langsung berkaitan dengan arus yang berubah.
- Generator Basis Waktu Tegangan: Sebuah rangkaian disebut generator Basis Waktu Tegangan jika ia menghasilkan sinyal tegangan pada keluaran yang bervariasi secara linier terhadap waktu. Kami menemukan aplikasi untuk jenis rangkaian ini di bidang 'Defleksi Elektrostatis' karena interaksi elektrostatis secara langsung berkaitan dengan perubahan tegangan.
Karena Bootstrap Sweep Circuit juga merupakan generator Basis Waktu Tegangan, ia akan memiliki aplikasinya dalam Defleksi Elektrostatis seperti CRO (Cathode Ray Oscilloscope), monitor, layar, sistem radar, konverter ADC (konverter Analog ke Digital), dll.
Cara Kerja Sirkuit Bootstrap Sweep
Gambar di bawah ini menunjukkan diagram rangkaian dari rangkaian sapuan Bootstrap:
Rangkaian ini memiliki dua komponen utama yaitu transistor NPN, yaitu Q1 dan Q2. Transistor Q1 bertindak sebagai sakelar di sirkuit ini dan transistor Q2 dipasang untuk bertindak sebagai pengikut emitor. Dioda D1 hadir di sini untuk mencegah pelepasan kapasitor C1 dengan cara yang salah. Resistor R1 dan R2 hadir di sini untuk membiaskan transistor Q1 dan menjaganya tetap ON secara default.
Seperti yang disebutkan di atas, transistor Q2 bekerja dalam konfigurasi pengikut emitor, jadi berapa pun tegangan yang muncul di dasar transistor, nilai yang sama akan muncul di emitornya. Jadi tegangan pada keluaran 'Vo' sama dengan tegangan pada basis transistor, yaitu tegangan yang melintasi kapasitor C2. Resistor R4 dan R3 hadir disini untuk melindungi transistor Q1 dan Q2 dari arus tinggi.
Sejak awal, transistor Q1 dihidupkan karena bias dan karena itu, kapasitor C2 akan benar-benar habis melalui Q1 yang pada gilirannya menghasilkan tegangan keluaran menjadi nol. Jadi ketika Q1 tidak dipicu, tegangan keluaran Vo sama dengan nol.
Pada saat yang sama, ketika Q1 tidak dipicu, kapasitor C1 akan terisi penuh ke tegangan + Vcc melalui dioda D1. Pada saat yang sama, ketika Q1 ON, basis Q2 akan didorong ke ground untuk menjaga transistor Q2 dalam keadaan OFF.
Karena transistor Q1 ON secara default, untuk mematikannya, pemicu negatif dengan durasi 'Ts' diberikan ke gerbang transistor Q1 seperti yang ditunjukkan pada grafik. Setelah transistor Q1 memasuki kondisi impedansi tinggi, kapasitor C1 yang dibebankan ke tegangan + Vcc akan mencoba melepaskan dirinya sendiri.
Jadi arus 'I' mengalir melalui resistor dan ke kapasitor C2 seperti yang ditunjukkan pada gambar. Dan karena aliran arus ini, kapasitor C2 mulai mengisi daya dan tegangan 'Vc2' akan muncul di atasnya.
Pada rangkaian bootstrap kapasitansi C1 jauh lebih tinggi dari C2, sehingga muatan listrik yang disimpan kapasitor C1 saat terisi penuh sangat tinggi. Sekarang bahkan jika kapasitor C1 sedang melepaskan sendiri, tegangan di terminalnya tidak akan banyak berubah. Dan karena tegangan stabil di kapasitor C1 ini, nilai 'I' saat ini akan stabil melalui pelepasan kapasitor C1.
Dengan arus 'I' menjadi stabil selama proses berlangsung, laju muatan yang diterima oleh kapasitor C2 juga akan stabil selama proses berlangsung. Dengan akumulasi muatan yang stabil ini, tegangan terminal kapasitor C2 juga akan naik secara perlahan dan linier.
Sekarang dengan kapasitor C2 tegangan naik secara linier dengan waktu, tegangan keluaran juga naik secara linier dengan waktu. Anda dapat melihat dalam grafik selama waktu pemicu 'Ts', tegangan terminal melintasi kapasitor C2 naik secara linier terhadap waktu.
Setelah berakhirnya waktu pemicu jika pemicu negatif yang diberikan kepada transistor Q1 dihilangkan, maka transistor Q1 akan masuk dalam keadaan impendence rendah secara default dan bertindak sebagai korsleting. Setelah ini terjadi, kapasitor C2 yang paralel dengan transistor Q1 akan melepaskan diri sepenuhnya agar tegangan terminalnya turun tajam. Jadi selama waktu restorasi 'Tr' tegangan terminal kapasitor C2 akan turun tajam menjadi nol dan hal yang sama dapat dilihat pada grafik.
Setelah siklus pengisian dan pengosongan ini selesai, siklus kedua akan dimulai dengan pemicu gerbang transistor Q1. Dan karena pemicuan terus menerus ini, bentuk gelombang gigi gergaji terbentuk pada keluaran, yang merupakan hasil akhir dari rangkaian Bootstrap Sweep.
Di sini kapasitor C2 yang membantu dalam memberikan arus konstan sebagai umpan balik ke kapasitor C1 disebut 'Kapasitor bootstrap'.