Б открытом состоянии свойства разрядника зависят от режима транзистора, т е. от наличия или отсутствия резистора

В случае насыщенного ключа (рис. 21-4, а) всегда выполняются условия Uq Ui к R < /?к. где Uq - остаточное напряжение на насыщенном транзисторе к Rq - сопротивление участка коллектор - эмиттер в режиме насыщения (сопротивление отпирания, см. § 15-3). Поэтому можно считать, что (/кэ = О и что конденсатор С разряжается через R с постоянной времени, близкой к С/?к.

Время разряда, учитывая экспоненциальный характер процесса, составляет: 7обр =2,ЗС/?,<. (21-19)

За это время напряжение Uc меняется от макси.мального значения U До минимального

(/, = / р/? , (21-20)

которое соответствует условию = 0.

Будем считать средний ток разряда равным 0,5/к.макс- Тогда из неравенства (21-8) получаем:

/к. кс&2/пр(1-Н). <21-21)

Выбрав ток /к.мякс можно оценить необходимое значение /?к из соотио-1пения/к.мякс = f/2 ?K. а также ток базы из условия насыщения Р/б >/к.мекс-

В случае ненасыщенного ключа (рнс 21-4, б) конденсатор разряжается почти постоянным током

к-/пр Р/б -пр-

Вречя разряда можно принять равным отношению начального заряда иа конденсаторе (Си) к разряжающему току:

(второе приближение действительно, если Р/бпр)-

В самом конце разряда транзистор насьшается, так как ток коллектора (при неизменном токе базы) уменьшается до значения / р. При этом минимальное напряжение Ui, близкое к Uq, будет пренебрежимо мало.

Как известно, допустимый ток в активном режиме в несколько раз меньше, чем в режиме насыщения: (/к.лоп)акт < (к.доп)н.чс (см. § 15-8). Соответственно время разряда при активном режиме оказывается заметно большим, чеч при насыщении. Это нетрудно показать, исходя из выражений (21-22) и (21-19), если в первом положить (/к.доп)акт >пр. а во втором /?к ~ {/гД/к.до11)нас-Поэтому в качестве разрядных элементов используются, как правило, насыщенные ключи, хотя напряжение t/j у них больше и иногда составляет 10-20% t/g.

Особенности генераторов спадающего напряжения. Достаточно разряжать емкость стабильным током и быстро заряжать ее, чтобы генератор нарастающего напряжения превратился в генератор спадающего напряжения (ср. кривые на рис. 21-1, а и б). Скелетная схема последнего не отличается от схемы на рис. 21-2, но функции элементов 3 w Р меняются местами: теперь зарядный элемент является либо пороговым устройством (режим самовозбуждения), либо ключом (режим постороннего возбуждения), а разрядный элемент - источником стабильного тока, выполненным по одному из трех вариантов, рассмотренных выше. Соответственно элемент Р осуществляет прямой ход, а элемент 3 - обратный.

Специфика спадающего напряжения состоит в следующем.

1. Начальный ток разрядного элемента (в отличие от начального тока зарядного элемента на рис. 21-2) определяется не разностью напряжений Е и щ, а напряжением w

Tin -

-пр -

2. Ток нагрузки при протекании через емкость не вычитается, а складывается с током прямого хода, т. е. в выражениях (21-6) следует изменить знак перед током / .

3. Ток через элемент 3 во время прямого хода описывается выражением

В отличие от выражения (21-76) для соответствующего тока через элемент Р.

С учетом отмеченной специфики получаем для прямого хода вместо формулы (21-9) формулу

где А/ш = /зо - /но - разность постоянных составляющих шунтирующих токов, а параметр R люжет быть либо постоянным, либо переменным в зависимости от типа ГПН.

Подставляя в (21-23) значения f/ (0) = С, и (Гр) = V, нетрудно получить из определения (21-26) коэффициенты нелинейности для трех вариантов ГПН. Эти коэффициенты выражаются теми же формулами (21-11), (21-13) и (21-17), что и в случае генераторов нарастающего напряжения. Однако поправочные коэффициенты & имеют другие значения. А именно,

для простейших ГПН

*- >..(4-o t)->-,- -. <-=

(21-246)

для ГПН с параметрическим стабилизатором тока для ГПН со следящей связью

Частные факторы Ь, и имеют ту же структуру, что в генераторах нарастающего напряжения:

А©..=4;; . =1:; х=-1.

где Б случае ГПН с параметрическим стабилизатором тока Е = Ei = = IripRi и R = Ri. Фактор &шз является частным случаем фактора Ощ/?, если заменить R на R.

Таким образом, в идеальном случае = 1) коэффициенты нелинейности для нарастающего и спадаюгцего напряжений одинаковы. В реальных случаях у генераторов спадающего напряжения величины & при прочих равных условиях несколько больше.

Ниже рассматриваются некоторые типичные примеры ГПН. Более подробно схемы ГПН и их расчет рассмотрены в работах [164, 165, 168, 169, 171].

21-3. ПРОСТЕЙШИЕ ГЕНЕРАТОРЫ С ИНТЕГРИРУЮЩЕЙ ЦЕПОЧКОЙ

Типичным примером простейшего ГПН является схема на рис. 21-5, которая отличается от аналогичной схемы мультивибратора (см. рис. 18-7) тем, что выходное напряжение снимается с конденсатора С, а триггер с эмштерной связью играет роль разрядного элемента . Очевидно, что данный генератор относится к ГПН с самовозбуждением. Чтобы исключить составляющую напряжения Ui (рис. 18-8), используются переходный конденсатор Cj и фиксирующий диод Д. Эти схемные элементы обеспечивают нулевой начальный уровень пилообразного напряжения на выходе и не оказывают существенного влияния на форму сигнала; поэтому при анализе основных процессов ими можно пренебречь. В остальном структура данного ГПН соответствует скелетной схеме на рис. 21-2,

Напряжение меняется в пределах от = Цщ до U= (Уц (рис. 18 8),

Рис. 21-5. Простейший генератор с интегрирующей цепочкой и разрядным триггером.

г. е.

Если б формулах (17-5) и (17-8) положить й <Т1ёэ; P2Y1 > 1 (что обычно соблюдается) и согласно (17-21 а) принять ki = ёкг = ёк, то

Если триггер используется в виде интегральной схе.мы, то весь разрядный элемент представляет собой одну деталь.