JPH0343805B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は主として電子計測や物理計測等の分野
で使用されるパルスジエネレータに関する。

（従来技術） 一般に、各種の電子機器の調整や物理計測等に
おいては、パルスジエネレータが汎用されてい
る。

従来、この種のパルスジエネレータとして、た
とえば第４図に示すように、コンデンサCo、ト
リガ端子１を有する放電ギヤツプＧ、抵抗Rsお
よびRoを閉ループ状に接続するとともに、抵抗
Roの両端にコンデンCfを接続し、抵抗Roの両端
からパルスを得るようにしたものが周知である。
上記抵抗Roの両端には、上記パルスを伝送する
同軸ケーブル２の同軸接栓３が接続される。上記
コンデンサCoは、充電端子４に接続された直流
電源（図示せず。）から充電抵抗Rcを通して電荷
がチヤージされ、この電荷は、放電ギヤツプＧの
トリガ端子１にトリガ電圧が印加されると、放電
ギヤツプＧ、抵抗Rs，RoおよびコンデンサCfを
通して放電し、上記同軸ケーブル２からパルスが
取り出される。

ところで、第４図のような回路構成を有するパ
ルスジエネレータでは、立ち上がりの速いパルス
を得るため、形状ができるだけ小さく、配線も短
くなるように設計されるが、コンデンサCo、抵
抗Rs，RoおよびコンデンサCfのリード線や配線
のインダクタンスを零とすることはできない。こ
のため、第５図にコンデンサCoにチヤージされ
た電荷の放電時の等価回路を示すように、コンデ
ンサCoの電荷の放電経路に、どうしても、上記
リード線やその配線による3.0μHないし1.0μH程
度の残留インダクタンスＬが発生する。このた
め、出力するパルスに、第６図に示すような高周
波振動５が重畳され、パルス波形の品質が劣化す
る。

そこで、3.0μHないし1.0μH程度の残留インダ
クタンスＬは不可避な定数として扱い、第４図に
示すように、抵抗Rsが高周波振動の制動抵抗と
して放電ギヤツプＧと抵抗Roと間に挿入されて
いる。しかしながら、高周波振動が大きい場合
は、制御抵抗Rsの値も大きくしなければならず、
パルスジエネレータから出力するパルスの下ち上
がりが遅くなり、出力効率も低下するという問題
点があつた。ちなみに、従来のこの種のパルスジ
エネレータにより得られるパルスの立ち上がり
は、第７図に示すように、高々、1μs程度であつ
た。

（発明の目的） 本発明の目的は、高周波振動の発生がなく、立
ち上がりの速い品質のすぐれたパルスを出力する
パルスジエネレータを提供することである。

（発明の構成） このため、本発明は、一端が直流電源に、他端
が接地された筒状の構造を有する第１のコンデン
サを備え、この第１のコンデンサの電荷を一時的
に放電させるスイツチ手段を介して第１のコンデ
ンサの一端側に第１の抵抗を接続するとともに、
第１のコンデンサと同軸に、かつ相互に絶縁して
配置された第２のコンデンサの一端がスイツチ手
段および第１の抵抗を介して第１のコンデンサの
上記一端側に接続され、他端が第１のコンデンサ
の他端側に接続され、第２のコンデンサの両端間
に並列に第２の抵抗を接続したことを特徴として
いる。上記第１のコンデンサには、直流電源から
電荷が供給されてチヤージされ、スイツチ手段が
オンすると、第１のコンデンサにチヤージされて
いた電荷が第１、第２の抵抗および第２のコンデ
ンサを通して放電し、第２の抵抗の両端からパル
スが出力される。

本発明の一つの実施態様では、上記第１のコン
デンサは一つの軸のまわりに筒状に配置された複
数のコンデンサユニツトで構成されるとともに、
各コンデンサユニツトは上記軸の方向に直列に接
続された単体コンデンサにより構成される。

本発明のいま一つの実施態様では、上記第２の
コンデンサは第１のコンデンサの内側にて上記第
１のコンデンサと同軸に筒状に配置された複数の
コンデンサユニツトで構成されるとともに、各コ
ンデンサユニツトは上記軸の方向に直列に接続さ
れた単体コンデンサにより構成される。

本発明のさらにいま一つの実施例では、上記第
１のコンデンサのコンデンサユニツトはその各一
端同志およびその各他端同志が夫々金属板により
相互に接続されている。

本発明のさらにいま一つの実施例では、上記ス
イツチ手段は放電ギヤツプとこの放電ギヤツプに
おける放電を開始させるトリガ電極とからなる。

本発明のさらにいま一つの実施例では、上記ス
イツチ手段は固定接点に対して可動接点が離接す
ることによりオフおよびオンするスイツチにより
構成される。

（発明の効果） 本発明によれば、第１のコンデンサに対してこ
の第１のコンデンサと同軸に第１、第２の抵抗と
第２のコンデンサが配置され、第１のコンデンサ
にチヤージされた電荷の放電電流が第１のコンデ
ンサから流れ出る方向と、第１のコンデンサの内
側に配置された第１、第２の抵抗と第２のコンデ
ンサに流れ込む電流の方向とが互いに逆で、か
つ、円心円状に流れるので、夫々の通電路にて発
生するインダクタンスが相殺され、残留インダク
タンスが小さくなる。これにより、制御抵抗とし
て機能している第１の抵抗の抵抗値を小さくして
も、出力パルスに高周波振動が発生することがな
く、また、高効率で出力パルスの立ち上がりも速
くすることができる。

また、本発明の一つの実施態様およびいま一つ
の実施態様によれば、第１および第２のコンデン
サは単体コンデンサが直列に接続された複数のコ
ンデンサユニツトにより構成されているので、各
コンデンサユニツトの耐電圧を高くすることがで
き、高電圧パルスの発生に適したパルスジエネレ
ータを得ることができる。さらに、上記実施態様
によれば、単体コンデンサの容量を選択し、第１
および第２のコンデンサの容量を所望の値に設定
することができる。

（実施例） 以下、添付の図面を参照して本発明の実施例を
説明する。

第１図に示すように、樹脂を円筒状に成形して
なる第１の円筒絶縁体１１には、その一つの端面
に円形の第１金属板１２が上記第１の円筒絶縁体
１１と同軸にピン１３により固定され、また、そ
のいま一つの端面にほぼ正方形状の第２金属板１
４が上記第１の円筒絶縁体１１と同軸にピン１３
により固定されている。上記第１金属板１２およ
び第２金属板１４はいずれも銅もしくは真ちゆう
等の導電性の良好な金属からなるものである。上
記第１金属板１２は第１の円筒絶縁体１１の外径
よりもやや大きな径を有する。また、上記第２金
属板１４はその各辺の長さが第１の円筒絶縁体１
１の外径よりも大きくなつている。

上記第１の円筒絶縁体１１の外周面には、４個
のコンデンサC_Mを直列に接続してなるコンデン
サユニツトCo₁が上記第１の円筒絶縁体１１の軸
方向に配置される。このコンデンサユニツトCo₁
は、その一方の端子１５が第１金属板１２の第１
の円筒絶縁体１１の端面から外方に突出する突出
部１２ａに半田付けされ、他方の端子１６が第２
金属板１４の第１の円筒絶縁体１１の端面から外
方に突出する突出部１４ａに半田付けされる。上
記第１の円筒絶縁体１１の外周面には、第２図に
示すように、合計８組のコンデンサユニツトCo₁
が配置される。これら８組のコンデンサユニツト
Co₁は互いに並列に接続されて全体として、筒状
の第１のコンデンサを構成している。

なお、上記各コンデンサユニツトCo₁の一方の
端子１５は、第１金属板１２に形成さた挿通孔１
７に挿通された後、直角に折曲され、第１金属板
１２に半田付けされる。上記各コンデンサユニツ
トCo₁の他方の端子１６も、上記と同様にして、
第２金属板１４に半田付けされる。

一方、上記第１の円筒絶縁体１１の内部には、
第１図に示すように、第２の円筒絶縁体２１が上
記第１の円筒絶縁体１１と同軸に固定されてい
る。この第２の円筒絶縁体２１は、その一端が第
１の円筒絶縁体１１内に収容された第３金属板２
２にピン１３により固定され、他端が上記第２金
属板１４に固定される。

上記第３金属板２２と第１金属板１２との間に
は第４金属板２３が配置され、この第４金属板２
３と第３金属板２２との間には、制動抵抗として
機能する抵抗ユニツトRsからなる第１の抵抗Rs₁
が第１の円筒絶縁体１１と同軸に配置されてい
る。上記各抵抗ユニツトRsは第４金属板２３と
第３金属板２２との間に接続される。

上記第３金属板２２と第２金属板１４との間に
は、６個の抵抗R_Lが直列に接続された抵抗ユニ
ツトR_L1が第２の円筒絶縁体２１の軸方向に配置
されるとともに、上記第３金属板２２と第２金属
板１４との間に接続される。上記抵抗ユニツト
R_L1は第２の円筒絶縁体２１の周囲に合計８組、
配置され、この８組の抵抗ユニツトR_L1が第２の
抵抗を構成する。

上記第３金属板２２と第２金属板１４との間に
はまた、６個のコンデンサC_Rが直列に接続され
たコンデンサユニツトC_R1が、上記抵抗ユニツト
R_L1の外側にて、第２の円筒絶縁体２１の軸方向
に配置されるとともに、上記第３金属板２２と第
２金属板１４との間に接続される。上記コンデン
サユニツトC_R1は第２の円筒絶縁体２１の周囲に
合計８組、配置され、全体として筒状の第２とコ
ンデンサを構成している。この第２のコンデンサ
は、第１のコンデンサとできるかぎり密接して構
成させることが後述するインダクタンスの相殺と
いう機能上好ましい。

上記第１金属板１２および第４金属板２３の中
心部には、放電電極３１および３２が間隙ｇをお
いて対抗するように取着されている。上記放電電
極３２の近傍にはトリガ電極（図示せず。）が配
置され、このトリガ電極には外部からトリガパル
スが印加される。

一方、第２金属板１４の中心部には、パルス出
力用の同軸接栓３３が取り付けられ、この同軸接
栓３３の中心導体３３ａは、導線３４により、第
３金属板２２の中心部に接続される。

以上、第１図および第２図において説明したパ
ルスジエネレータは、第３図に示すような回路構
成を有する。すなわち、合計８個のコンデンサユ
ニツトCo₁は第１金属板１２と第２金属板１４と
の間に並列に接続される。また、第２金属板１４
と第３金属板２２との間には合計８組の抵抗ユニ
ツトR_L1が並列に接続されるとともに、８組のコ
ンデンサユニツトC_R1が並列に接続される。さら
に、第３金属板２２と第４金属板２３との間には
抵抗ユニツトRs₁が接続され、第４金属板２３お
よび第１金属板１２には夫々放電電極３２および
３１が夫々接続される。

このような構成において、第２金属板１４をア
ースに接続し、第１金属板１２に充電抵抗Rcを
通して、充電端子３５より直流電圧を印加する
と、コンデンサユニツトCo₁に電荷がチヤージさ
れる。

上記コンデンサユニツトCo₁へのチヤージ終了
後、トリガ端子３６にトリガパルスを印加する
と、コンデンサユニツトCo₁にチヤージされてい
た電荷が放電し、放電電流ipが各コンデンサユニ
ツトCo₁から第１金属板１２の中心を経て抵抗ユ
ニツトRs₁に流れ込む。この後、上記放電電流ip
は、第３金属板２２にて、各抵抗ユニツトR_L1お
よびコンデンサユニツトC_R1に夫々分流し、抵抗
ユニツトR_L1およびコンデンサユニツトC_R1には
夫々電流irおよびiqが流れる。

上記放電電流ipが各コンデンサユニツトCo₁か
ら流れ出る向きと、上記電流irおよびiqの向きは
互いに逆向きとなつており、しかも、コンデンサ
ユニツトCo₁に対して、抵抗ユニツトRs₁，R_L1お
よびコンデンサユニツトC_R1が同軸に配置されて
上記電流ipに対して電流ir，iqが同心円状に流れ
るので、電流ipの流路で発生するインダクタンス
と電流ir，iqの流路で発生するインダクタンスと
が相殺し合う。これにより、第１図のパルスジエ
ネレータでは残留インダクタンスが小さくなる。
従つて、高周波振動が発生しない範囲で抵抗ユニ
ツトRs₁の抵抗値を小さくするようにすれば、同
軸接栓３３からは立ち上がりの速い、高周波振動
のない、品質の高いパルスを得ることができる。

上記実施例では、残留インダクタンスＬが約
30nHと従来の1/100以下になり、出力パルスの立
ち上がりも、従来のパルスジエネレータでは1μs
ないし1.5μsであつたものが、約100nsと1/10以下
の値を得ることができた。

なお、上記実施例において、コンデンサユニツ
トCo₁，C_R1、抵抗ユニツトRs₁，R_L1はいずれも
８組使用されているが、上記コンデンサユニツト
Co₁，C_R1等は８組に限定されるものではない。

また、各コンデンサユニツトCo₁，C_R1を構成
するコンデンサC_M，C_Rの個数、各抵抗ユニツト
Rs₁，R_L1を構成する抵抗Rs，R_Lの個数も任意で
ある。

さらに、第１、第２のコンデンサとしては夫々
単体の筒形コンデンサを用いてもよい。

さらにまた、放電電極３１，３２に代えて、ス
イツチを使用し、コンデンサユニツトCo₁の放電
を開始させることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は夫々本発明に係るパルス
ジエネレータの一部断面正面図および一部破断側
面図、第３図は第１図および第２図のパルスジエ
ネレータの等価回路図、第４図は従来のパルスジ
エネレータの回路図、第５図は残留インダクタン
スを考慮に入れたパルス発生時の第４図のパルス
ジエネレータの等価回路図、第６図および第７図
は夫々制動抵抗による第４図のパルスジエネレー
タから出力するパルス波形の変化を示す説明図で
ある。 １１……第１の円筒絶縁体、１２……第１金属
板、１４……第２金属板、２１……第２の円筒絶
縁体、２２……第３金属板、２３……第４金属
板、Co₁，C_R1……コンデンサユニツト、Rs₁，
R_L1……抵抗ユニツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端が直流電源に、他端が接地された筒状の
   構造を有する第１のコンデンサと、該第１のコン
   デンサの電荷を一時的に放電させるスイツチ手段
   と、該スイツチ手段を介して第１のコンデンサの
   一端側に接続される第１の抵抗と、第１のコンデ
   ンサと同軸に、かつ相互に絶縁して配置され、一
   端がスイツチ手段および第１の抵抗を介して第１
   のコンデンサの上記一端側に接続され、他端が第
   １のコンデンサの他端側に接続された筒状の第２
   のコンデンサと、第２のコンデンサの両端間に並
   列に配置される第２の抵抗とを備えたことを特徴
   とするパルスジエネレータ。 ２ 上記第１のコンデンサは複数のコンデンサユ
   ニツトで構成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のパルスジエネレータ。 ３ 上記複数のコンデンサユニツトは一つの軸の
   まわりに筒状に配置されるとともに、各コンデン
   サユニツトは上記軸の方向に直列に接続された単
   体コンデンサにより構成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載のパルスジエネレ
   ータ。 ４ 上記第２のコンデンサは複数のコンデンサユ
   ニツトで構成されており、上記第１のコンデンサ
   の内側にて上記第１のコンデンサと同軸に配置さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のパルスジエネレータ。 ５ 上記第２のコンデンサを構成する複数のコン
   デンサユニツトの各々は第１のコンデンサの軸方
   向に直列に接続された単体コンデンサにより構成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第４
   項記載のパルスジエネレータ。 ６ 上記第１のコンデンサのコンデンサユニツト
   はその各一端同志およびその各他端同志が夫々金
   属板により相互に接続されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか一
   に記載のパルスジエネレータ。 ７ 上記第１の抵抗は複数の抵抗ユニツトで構成
   されており、上記第１のコンデンサの内側にて上
   記第１のコンデンサと同軸に配置されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のパルス
   ジエネレータ。 ８ 上記第２の抵抗は複数の抵抗ユニツトで構成
   されており、上記第１のコンデンサの内側にて上
   記第１のコンデンサと同軸に配置されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のパルス
   ジエネレータ。 ９ 上記スイツチ手段は放電ギヤツプとこの放電
   ギヤツプにおける放電を開始させるトリガ電極と
   からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のパルスジエネレータ。 １０ 上記スイツチ手段は固定接点に対して可動
   接点が離接することによりオフおよびオンするス
   イツチであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のパルスジエネレータ。