где (/собр)ср - среднее значение тока (поскольку этот ток, как правило, меняется во время разряда). ,8 большинстве случаев желательно иметь обратный ход как можно короче. Поэтому, исходя из приведенной пропорции и учитывая (21-6), можно записать нера-Еенство

/обр.ср/ р(Ц-). (21-8)

где Гобр - максимально приемлемое значение. Обычно к тогда /обр.ср> пр-

Разрядные элементы, а вместе с ними и ГПН в целом могут работать в двух существенно разных режимах: режиме самовозбуо/сде-ния и режиме с посторонним возбуждением. Режим самовозбуждения характерен тем, что разрядный элемент представляет собой пороговое устройство, которое срабатывает при некотором напряжении U2 и разряжает конденсатор до нулевого напряжения (или в общем случае до напряжения Ui < U), после чего снова запирается на время прямого хода. Таким образом, в этом режиме амплитуда пилообразного напряжения оказывается заданной величиной, а время прямого хода согласно (21-За) - функцией скорости Uc

Режим с посторонним возбуждением характерен тем, что разрядный элемент представляет собой ключ, управляемый некоторым импульсным устройством .(мультивибратор, триггер, одиовибратор). В этом случае заданным оказывается интервал Гр, а амплитуда согласно (21-За) - функцией скорости Uc.

Методу постороннего возбуждения обычно свойственно большее выходное напряжение, что весьма важно для ГПН. Кроме того, этот метод более гибок; в частности, наряду с непрерывными колебаниями он легко обеспечивает генерацию однократных импульсов, т. е. ждуиий режим (для этого достаточно, чтобы разрадный элемент был нормально открыт и запирался прямоугольным сигналом на время прямого хода).

Разновидности генераторов. ГПН принято классифицировать по тем методам, с помощью которых достигается линейность прямого хода. Если обозначить через R сопротивление зарядного элемента постоянному току, то из рис. 21-2 следует:

E-Ur

Если далее принять для суммарного шунтирующего тока выражение (21-7в) и подставить значения ip и в формулу (21-6а), то после преобразований получим:

* Генерация малых выходных напряжений с последующим усилением неприемлема, поскольку любой усилительный каскад вносит такие нелинейные искажения, которые, как правило, превьшлают заданную величину 6.

Тогда согласно (2I-I)

Uc = -г.

(21-10)

Выражение (21-10) есть дифференциальное уравнение прямого wda. Не решая этого уравнения, рассмотрим пути, которые способны обеспечить возможно большее постоянство его правой части и тем самым высокую линейность функции с (i).

1. Наиболее простой и очевидный путь (рис. 21-3, а) - использование постоянного зарядного сопротивления R и достаточно большого напряжения Е U, где - максимальное напряжение на конденсаторе (см. рис. 21-1). Поскольку цепочка ЯС в данном случае интегрирующая [62, гл. 10], назовем

а) б)

Рис. 21-3. Скелетные схемы генераторов.

а - простейшего с интегрирующей цепочкой; о - с парамигрическим стабилизатором тока; с - со следящей связью

генераторы, построенные на таком принципе, простейшими ГПН с интегрирующей цепочкой. Введем обозначения:

,j = --фактор шунтирующего тока;

mR = RIRm - фактор шуктирующего сопротивления;

= f-lJE -фактор начального напряжения (значение C/j - см. на рис. 21-1).

Затем, определяя из (21-9) зарядные токи в моменты = О (когда = t/i) и t= Т р (когда = 2), подставляя эти токи в определение (21-26) и учитывая соотношение - Ui = Ит, получаем коэффициент нелинейности в виде

е = -

(21-11а)

Величина & является поправочным коэффициентом, характеризующим неидеальность ГПН, т. е. влияние на коэффициент нелинейности таких паразитных факторов, как начальное напря-ление Ux и разного рода шунты. В идеальном случае, когда

шк, Ош* = о и = 1,

ео = -. (21-116)

Как видим, при значительных величинах Um и малых е необходимое напряжение Е может оказаться весьма большим. Например, если 0=1; f/ = 10 В и е= 1% (нереДко требуются гораздо меньшие значения е), т Е = 1000 В, что совершенно неприемлемо.

Что касается остальных параметров, то коэффициент использования питающего напряжения выражается обшей формулой (21-4), а добротность согласно (21-5) равна:

<г. е. она всегда меньше единицы.

2 Второй путь (рис. 21-3, б) состоит в использовании нелинейного зарядного элемента, у которого сопротивление постоянному току R уменьшается с уменьшением напряжения так, что ток остается почти неизменным. В сущности речь идет о том, чтобы зарядный элемент имел достаточно большое дифференциальное сопротивление, т. е. был стабилизатором тока Генераторы, построенные по такому принципу, назовем ГПН с параметрическим стабилизатором тока.

Введем обозначение Rt для дифференциального сопротивления зарядного элемента и положим Ri = const в рабочем диапазоне напряжений (от Е - f/, до £ - f/g). Тогда приращение зарядного 10ка конденсатора во время прямого хода моясно записать так:

А/, = /, (0)- /, (Г р) = Д/ р + A/%L+

Далее обозначим через

пр (0) = -щ

начальный (максимальный) ток параметрического стабилизатора, т. е. ток при f/, = О, когда все напряжение Е падает на стабилизаторе; практически этот ток мало меняется в течение рабочего цикла. Подставляя 1 р (0) в выражение (21-9), получаем начальный ток конденсатора:

./ЛО) = / р(0)-/.о-;.

Используя значения А/ и h (0), можно привести коэффициент нелинейности (21-26) к виду

8 = -©. (21-13а)