Схема формирователя пилообразных колебаний изображена; на рис. 11.9. Иногда такую схему называют зарядно-разрядной., так как в ней периодически происходят заряд и разряд выходного конденсатора С1, включенного между коллектором и эмиттером. Вместо n — р — n-транзистора можно использовать р — n — р-транзистор или электронную лампу.
Рис. 11.9. Схема формирователя пилообразного напряжения.
Так как между эмиттером и базой транзистора нет напряжения смещения, транзистор находится в закрытом состоянии. В это время конденсатор С1 заряжается, причем зарядный ток протекает в направлении, указанном на рис. 11.9 сплошной стрелкой. В результате происходит постепенное нарастание на-лряжения между коллектором и землей, кото|рое и образует рабочую часть выходного пилообразного напряжения. Начальный участок этого напряжения (до нескольких процентов максимальной величины) практически линейный. При существенно большей величине зарядного напряжения конденсатора дальнейший его заряд происходит по экспоненциальному закону.
Разряд конденсатора начинается в момент открывания транзистора путем подачи на его базу положительного сигнала. Такие сигналы могут представлять собой положительные импульсы, вырабатываемые релаксационным генератором. При воздействии положительных импульсов на базу напряжение на базе относительно эмиттера становится положительным и его действие эквивалентно действию прямого смещения транзистора n — р — n-типа. В результате транзистор открывается и шунтирует конденсатор Сь и начинается разряд конденсатора через небольшое сопротивление транзистора в направлении, показанном на схеме штриховой стрелкой. Выходное напряжение при этом резко спадает, завершая один цикл формирования пилообразного напряжения. Когда входной импульс заканчивается (или сигнал с релаксационного генератора становится отрицательным), транзистор опять закрывается и конденсатор начинает заряжаться, формируя новый цикл пилообразного напряжения. Заряд конденсатора осуществляется через последовательно соединенные резисторы R2 и Rz, сопротивление которых значительно больше сопротивления открытого и обычно насыщенного транзистора. Поэтому постоянная времени заряда конденсатора значительно больше постоянной времени разряда. Постоянная времени цепи разряда определяется величиной емкости конденсатора С1 и малым сопротивлением открытого транзистора.
Переменный резистор R3 позволяет изменять постоянную времени цепи заряда и, следовательно, регулировать амплитуду выходного пилообразного напряжения. В схемах вертикальной развертки осциллографов, телевизионных приемников и в других подобных схемах при помощи резистора R3 регулируют размер изображения по вертикали.
Мгновенное значение напряжения на конденсаторе определяется выражением
ес = Е(1 — e-t/RC), (11.7)
где ес — мгновенное значение напряжения на конденсаторе в процессе заряда;
Е — напряжение источника, от которого осуществляется заряд;
е — основание натуральных логарифмов, равное 2,718;
С — емкость конденсатора, Ф;
t — время, с; R = R2+R3 — зарядное сопротивление, Ом.