Линейными формирующими цепями называются такие электрические или электронные устройства, распределенные или сосредоточенные параметры которых не зависят от амплитуды проходящих через них импульсов.
Частным случаем линейных формирующих устройств являются генераторы линейно изменяющегося (пилообразного) напряжения (ГЛИН), получившие широкое распространение в счетно-решающей технике, автоматике, технике измерений. Их применяют для получения пилообразного напряжения, которое характеризуется следующими основными параметрами (рис. 19.16): периодом следования импульсов Т, длительностью прямого хода tи, длительностью обратного хода tобр, амплитудой Umax, а также коэффициентом нелинейности ε, который определяется отношением разности производных напряжения в начале и конце прямого хода к производной напряжения в начале прямого хода:
(19.11)
Одним из требований, предъявляемым к ГЛИН, является максимально быстрый возврат сигнала в исходное состояние.
В основе получения пилообразного напряжения лежат процессы зарядки и разрядки конденсатора. Если обеспечить зарядку конденсатора стабильным то 
ком, то можно получить весьма высокую линейность пилообразного напряжения. Действительно, при неизменном постоянном токе зарядки I напряжение на конденсаторе 
, т.е. линейно зависит от времени.
В качестве токостабилизирующей схемы можно, например, использовать выходную цепь транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером и охваченного отрицательной обратной связью по току (рис. 19.17, а). Используя рабочий участок выходной характеристики транзистора, на котором зависимость тока Iк от коллекторного напряжения Uk незначительна, и включая этот транзистор в цепь зарядки конденсатора C1 последовательно с конденсатором С2, можно получить режим источника тока по отношению к конденсатору C1. В исходном состоянии Т2 открыт и насыщен за счет соответствующего выбора значения RБ. Точки а и б имеют почти одинаковый потенциал, а напряжение на C1 практически равно нулю.
Напряжение между базой и эмиттером T1 равно
(19.12)
Если ток эмиттера начинает снижаться, то для сохранения знака равенства в (19.12) UБЭ должно повышаться. Ток базы транзистора T1 следовательно, возрастает и препятствует уменьшению тока iЭ. Необходимо, чтобы в этой схеме конденсатор С2 имел емкость, много большую емкости C1, так чтобы за время разрядки конденсатора C1 напряжение на С2 не успевало заметно измениться.
 |
При воздействии входного напряжения положительной полярности (рис. 19.17,б) транзистор Т2 закрывается и конденсатор С1 заряжается через токостабилизирующую цепь. На сопротивлении нагрузки ZH напряжение практически линейно нарастает. По окончании действия импульса входного напряжения транзистор Т2 отпирается вновь и конденсатор C1 разряжается через его малое сопротивление.
ГЛИН достаточно просто осуществляется на базе операционного усилителя. Структурная схема ГЛИН в интегральном исполнении приведена на рис. 19.18, а. На вход интегрирующего устройства подключают генератор прямоугольных импульсов ГПИ. Временные диаграммы ГЛИН приведены на рис. 19.18,б. Для исключения постоянной составляющей необходимо, чтобы площади разнополярных прямоугольных импульсов были равны: S1 = S2. Обычно ∆t1 << ∆t2. В этом случае получают линейно меняющееся напряжение «пилообразной» формы. Для обеспечения высокой линейности пилообразного напряжения необходимо, чтобы передние и задние фронты прямоугольных импульсов были отвесными, полка условно-отрицательного импульса ГПИ (под осью t) должна обладать особой стабильностью напряжения, ГЛИН на микросхемах обладает высокой линейностью (ε = 10-4).
