Выполненный анализ позволил установить условия существования автоколебаний в цепи. Однако непосредственное рассмотрение  фазовой траектории ничего не говорит о характере изменения во времени тока и напряжений на отдельных участках цепи. Для получения такой информации рассмотрим две стадии процесса:
1) возрастание тока от значения i₁ до i₂  (участок фазовой траектории 1' - 2 на рис. 30.7), затем практически мгновенное повышение напряжения на диоде от значения до ;
2) уменьшение тока от значения i₂ до i₁ (участок 2' - 1), с последующим скачкообразным переходом из точки 1 в точку 1'.Этот процесс периодически повторяется, и поэтому достаточно рассмотреть лишь две эти стадии.

Используя кусочно-линейную аппроксимацию характеристики диода, примем, что на каждом из участков диод можно заменить линейным резистором с дифференциальным сопротивлением: на 1-м участке и  — на 2-м. Такое предположение позволяет рассчитать обе фазы методами теории линейных цепей.

Процесс возрастания тока на 1-м участке описывается уравнением

,

решение которого запишем в виде , где ; . Постоянную определим из начального условия, согласно которому в начале процесса (при t = 0) ток равен i₁, . Окончательно для тока на 1-м участке имеем

.

Этот процесс продолжается до тех пор, пока ток не достигнет значения i₂. Определим время продолжительности этого процесса t₁, решая уравнение : 

.

Аналогично рассчитываем 2-ю стадию, когда изменение тока определяется уравнением

,

где — начальная абсцисса участка аппроксимации диода (см. рис. 30.6).

Его общее решение можно записать в виде

,

где — постоянная времени; .

Ток в начале стадии (при ) равен , и . Поэтому спад тока выражается соотношением

,

Отсюда найдем время, в течение которого ток уменьшается до значения :

.

Таким образом, полный цикл автоколебаний совершается за время

.

На рис. 30.9 изображены зависимости тока от времени. Так как , то и нарастание тока (1-ая стадия) проходит медленно, а его спад (2-ая стадия) — быстро.

Рис. 30.9

Такие автоколебания, резко отличающиеся от синусоидальных, называются релаксационными. Схемы для их получения отличаются от синусоидальных автогенераторов наличием лишь одного накопителя энергии и элемента с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

Аналогичный характер имеют автоколебательные процессы в цепи, включающей источник тока J₀, питающий параллельно включенные линейный резистор G₀, конденсатор С и нелинейный элемент с S-образной характеристикой u(i), управляемой током (рис. 30.10, а). Такой характеристикой обладает, например, неоновая лампа. При выборе параметров источника J₀ и G₀ такими, чтобы точка равновесия Р находилась на

Pис. 30.10

 падающем участке характеристики (рис. 30.10, в), последняя является неустойчивой, и процесс состоит из периодической зарядки конденсатора до напряжения u₂, после которого следует скачкообразное увеличение тока в нелинейном элементе, приводящее к резкому уменьшению его дифференциального сопротивления. конденсатор С начинает разряжаться на это малое сопротивление до тех пор, пока напряжение и на конденсаторе, и на нелинейном элементе не упадет до значения u₁. При этом напряжении следует резкий спад тока, дифференциальное сопротивление элемента возрастает, и конденсатор вновь начинает заряжаться. Этот процесс является циклическим, и его отдельные фазы полностью аналогичны рассмотренным выше для дуальной цепи с туннельным диодом (см. рис. 30.5, а). На практике для осуществления автоколебательного режима в такой цепи используют источник напряжений U₀ с последовательно включенным большим линейным сопротивлением R₀ (рис. 30.10, б). Их параметры U₀, R₀ выбираются так, чтобы обеспечить необходимое положение рабочей точки Р на характеристике нелинейного элемента (см. рис. 30.10, в).