DE3809503C2

DE3809503C2 - Kondensatorschaltung für einen Impulsgenerator

Info

Publication number: DE3809503C2
Application number: DE3809503A
Authority: DE
Inventors: Mitsunao Okumura
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1987-03-23
Filing date: 1988-03-22
Publication date: 2001-01-11
Anticipated expiration: 2008-03-23
Also published as: DE3809503A1; US4843518A; US5006726A; NL8800711A; NL194179B; NL194179C

Description

Die Erfindung betrifft eine Kondensatorschaltung, für einen Impulsgenerator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welcher zum Messen elektrischer und/oder mechanischer Eigenschaften verschiedener elektrischer und elektronischer Vorrich tungen verwendet wird.

Ein Impulsgenerator mit dem in Fig. 13 gezeigten Aufbau ist allgemein bekannt. Bei dem Impulsgenerator sind ein Entlade spalt G, an den ein Kondensator C₀ und ein Triggeran schluß 1 angeschlossen sind, ein Widerstand R_S zum Dämpfen einer beim Entladen erzeugten Hochfrequenz schwingung und ein Entladewiderstand R₀ derart geschal tet, daß sie eine geschlossene Schleife bilden, und ein Kondensator C_f ist parallel zum Widerstand R₀ geschal tet, welcher zusammen mit dem Kondensator C_f eine Aus gangsschaltung bildet. Ein Impuls wird zwischen beiden Enden des Widerstandes R₀ erzeugt, an den ein koaxialer Verbindungsstecker 3 eines koaxialen Kabels 2 zum Über tragen des erzeugten Impulses angeschlossen ist. Der Kondensator C₀ wird über einen Ladewiderstand R_c durch einen Gleichstrom geladen, der von einem Ladeanschluß 4 zugeführt wird. Im Kondensator C₀ akkumulierte Ladung wird in dem Moment, in dem dem Triggeranschluß 1 des Entladespaltes G eine Triggerspannung zugeführt wird, sofort durch den Entladespalt G, die Widerstände R_S und Ro und den Kondensator C_f entladen, und ein so erzeug ter Impuls wird durch die koaxiale Leitung 2 ausgege ben.

Um eine hohe Anstiegscharakteristik eines Impulses zu erhalten, ist es wünschenswert, den Impulsgenerator so zu konstruieren, daß seine Abmessungen und die Gesamt länge der Verdrahtung minimalisiert werden. Bei dem herkömmlichen Impulsgenerator jedoch ist der Entlade spalt G durch einen Luftspalt oder eine Vakuumröhre mit verhältnismäßig großen Abmessungen gebildet, und zudem werden, wie Fig. 14(a) und 14(b) zeigen, voluminöse Kondensatoren des Normaltyps, von denen jeder in einem Metallgehäuse untergebracht ist, als Kondensatoren C₀ und C_f verwendet und gemäß dem in Fig. 13 gezeigten Verdrahtungsschaltbild unabhängig voneinander geschal tet. Folglich ergibt sich eine große Länge der Verdrah tung, und dadurch erhöht sich unausweichlich deren In duktivität. Wie aus Fig. 15 ersichtlich ist, die eine äquivalente Schaltung des Impulsgenerators zum Zeit punkt des Entladens des Kondensators C₀ zeigt, wird auf dem Weg des Entladens von der Verdrahtung eine Restin duktivität L von etwa 1,0 µH ~ 3,0 µH erzeugt. Diese Restinduktivität kann durch Verbesserung des Aufbaus des Impulsgenerators reduziert werden, aber sie läßt sich nicht auf weniger als 0,6 µH ~ 0,7 µH reduzieren.

Aufgrund dieser Restinduktivität ist einem auszugeben den Impuls eine Hochfrequenzschwingung übergelagert, und somit wird die Qualität des Impulses verschlech tert.

Wie erwähnt, ist bei dem herkömmlichen Impulsgenerator unter der Annahme, daß eine Restinduktivität von 1,0 µH ~ 3,0 µH unvermeidlich ist, der Widerstand R_S zwischen dem Entladespalt G und dem Kondensator C_f ge schaltet, um eine Hochfrequenzschwingung zu dämpfen. Jedoch muß der Widerstand R_S einen hohen Widerstands wert haben, um die Hochfrequenzschwingung wirksam zu dämpfen. Deshalb wird die Anstiegscharakteristik eines durch den Impulsgenerator zu erzeugenden Impulses flach, und seine Ausgangsimpedanz wird hoch. Beispiels weise beträgt bei dem herkömmlichen Impulsgenerator die Anstiegszeit eines Impulses mindestens ungefähr 1 µs.

Die DE 33 19 333 A1 beschreibt einen stirnkontaktierten elektrischen Wickelkondensator mit mindestens zwei ver schaltbaren Einzelkapazitäten. Die Einzelkapazitäten sind durch Kunststoffolien voneinander getrennt auf ein Kernrohr aufgewickelt. Die Kunststoffolien stehen je weils an einer Stirnseite über und schließen an der zweiten Stirnseite bündig mit den Wickelkondensatoren ab. Durch die überstehenden Teile der Kunststoffolien werden auf den Stirnseiten aufgebrachte Stirnkontakt schichten getrennt, so daß die Verschaltung des Konden sators im wesentlichen vorgegeben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Konden satorschaltung für einen Impulsgenerator zu schaffen, mit der schnell ansteigende unverzerrte Impulse erzeugt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hiernach wird ein Koaxialkon densator mit Teilkapazitäten verwendet, wobei der Ent ladekondensator in einen ersten und zweiten Kondensator aufgeteilt ist und ein Wellenformbestimmungskondensator koaxial zwischen dem ersten und zweiten Kondensator angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, daß mit einer entsprechenden Verschaltung der Kondensatoren die Ent ladeströme in dem Entladekondensator antiparallel zu dem Entladestrom in dem Wellenformbestimmungskondensa tor fließen, so daß sich die durch die Ströme in den Fließwegen hervorgerufenen parasitären Induktivitäten gegenseitig aufheben. Dies ermöglicht einen schnellen Anstieg des Impulses bei reduzierter überlagerter Hoch frequenzschwingung.

Vorteilhafterweise weist der verwendete Koaxialkonden sator fünf oder mehr Teilkapazitäten auf, wobei dann jeweils Kondensatoren mit gerader bzw. ungerader Posi tion parallel zusammengeschaltet sind. Mit dieser An ordnung kann die Restinduktivität des Impulsgenerators weiter verringert werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt eines Koaxialkondensators,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Koaxialkondensator gemäß Fig. 1,

Fig. 4 ein Ersatzschaltbild des in Fig. 1 gezeigten Koaxialkondensators,

Fig. 5 einen Schnitt eines Koaxialkondensators ge mäß einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Koaxialkondensator gemäß Fig. 5,

Fig. 7 ein Ersatzschaltbild des in Fig. 5 gezeigten Koaxialkondensators,

Fig. 8 einen Schnitt eines Impulsgenerators, der aus einem Koaxialkondensator besteht,

Fig. 9 ein Schaubild zur Darstellung von Strömen, die in dem Impulsgenerator gemäß Fig. 8 er zeugt werden,

Fig. 10 eine Draufsicht auf eine Kondensatoreinheit entsprechend einer Abwandlung der in Fig. 8 gezeigten Kondensatoreinheit,

Fig. 11(a) ein Ersatzschaltbild des Impulsgenerators gemäß Fig. 8,

Fig. 11(b) ein Diagramm zur Darstellung eines von dem erfindungsgemäßen Impulsgenerator erzeugten Ausgangsimpulses,

Fig. 12(a) ein Ersatzschaltbild eines Impulsgenerators, bei dem kein zylindrisches Element verwendet wird,

Fig. 12(b) ein Diagramm zur Darstellung eines Ausgangs impulses, der von dem Impulsgenerator mit dem in Fig. 12(a) gezeigten Ersatzschaltbild erzeugt wird,

Fig. 13 ein Ersatzschaltbild eines herkömmlichen Impulsgenerators,

Fig. 14(a) und 14(b) Seitenansichten von in einem herkömmlichen Impulsgenerator verwendeten Kondensatoren C₀ und C_f, und

Fig. 15 ein Ersatzschaltbild eines herkömmlichen Im pulsgenerators zur Veranschaulichung einer Restinduktivität, welche beim Entladen des Kondensators C₀ erzeugt wird.

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt eines Koaxialkon densators gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. Fig. 2 zeigt einen waagerechten Schnitt längs der Linie II- II in Fig. 1, und Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf den Koaxialkondensator.

Der Koaxialkondensator besteht im wesentlichen aus zy lindrischen Filmkondensatoren C₀₁, C_f und C₀₂, welche koaxial angeordnet sind. Der Aufbau jedes Filmkondensa tors an sich ist Fachleuten bekannt.

Der innere Kondensator C₀₁, der um eine röhrenförmige Spule 11 aus Kunstharz herum befestigt ist, und der äußere Kondensator C₀₂, der um den mittleren Kondensa tor C_f angeordnet ist, sind derart miteinander verbun den, daß sie einen Kondensator C₀ bilden, der dem in Fig. 13 gezeigten Entladekondensator C₀ gleichwertig ist. Der mittlere Kondensator C_f, der zwischen den in neren und äußeren Kondensatoren C₀₁ und C₀₂ angeordnet ist, ist ebenfalls dem in Fig. 8 gezeigten Wellenform bestimmungskondensator C_f gleichwertig. Diese drei Filmkondensatoren C₀₁, C_f und C₀₂ lassen sich separat herstellen und anschließend zur Bildung einer Koaxial kondensatoreinheit zusammenstecken.

Die aus den Kondensatoren C₀ und C_f bestehende Koaxial kondensatoreinheit ist in einem zylindrischen Metall gehäuse 12 enthalten. In das Metallgehäuse 12 ist an dessen Mitte ein zylindrisches Rohr 13 eingeführt. Die Spule 11 des inneren Kondensators C₀₁ ist dem Rohr 13 über dessen Außenseite aufgepaßt, und auf diese Weise wird die Koaxialkondensatoreinheit von dem Rohr 13 ge halten. Jedes der jeweiligen Elektrodenpaare der Kon densatoren C₀₁, C_f und C₀₂ ist mit Lötmittel 14 mit einer Basisplatte 12a des Metallgehäuses 12 verbondet.

Wie Fig. 1 und 3 zeigen, sind auf einer Deckplatte 12b des Metallgehäuses 12 acht Ausgangsanschlüsse 15 für den Entladekondensator C₀ mit einem vorbestimmten Ab stand vom Mittelpunkt der Platte 12b und mit gleichmä ßigen Winkelabständen angeordnet. Zudem sind acht Aus gangsanschlüsse 16 für den Wellenformbestimmungskonden sator C_f zwischen den Anschlüssen 15 mit einem vorbe stimmten Abstand vom Mittelpunkt und mit gleichmäßigen Winkelabständen angeordnet. Mit jedem der Ausgangsan schlüsse 16 sind jeweilige weitere Elektroden der inne ren und äußeren Kondensatoren C₀₁ und C₀₂ durch Leitun gen 17 verbunden. Eine weitere Elektrode des mittleren Kondensators C_f ist mit jedem der Ausgangsanschlüsse 16 durch Leitungen 18 verbunden. Es ist vorteilhaft, so viele Ausgangsanschlüsse 15 und 16 wie möglich zu schaffen, da mit dem Ansteigen der Anzahl der Ausgangs anschlüsse die Restinduktivität abnimmt.

Fig. 4 zeigt ein Ersatzschaltbild des Koaxialkondensa tors.

Jede Richtung von Strömen ip, die bei der Entladung des Entladekondensators C₀ (C₀₁ und C₀₂) erzeugt werden, ist einer Richtung eines in den Wellenformbestimmungskon densator C_f fließenden Stroms iq entgegengesetzt. Die Entladeströme ip, die in den inneren und äußeren Kon densatoren C₀₁ und C₀₂ erzeugt werden, fließen innerhalb und außerhalb des Wellenformbestimmungskondensators C_f in entgegengesetzter Richtung zu dem Strom iq des Kon densators C_f. Aus diesen Gründen wird eine durch den Fließweg des Entladestroms ip verursachte Induktivität durch diejenige Induktivität aufgehoben, die durch den Fließweg des Stroms iq in dem Wellenformbestimmungskon densator C_f verursacht wird.

Somit läßt sich durch diesen Koaxialkondensator eine Restinduktivität beträchtlich reduzieren, und deshalb kann ein Impulsgenerator bei Verwendung des beschriebe nen Koaxialkondensators einen Impuls mit hoher Qualität erzeugen, welcher eine hohe Anstiegscharakteristik und reduzierte Hochfrequenzschwingung aufweist.

Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt die gemes sene Restinduktivität L ungefähr 20 nH in dem Fall, daß C₀ = 20 µF/3 kV und C_f = 0,5 µF/3 kV gilt. Wenn da gegen anstelle des aus drei zylindrischen Kondensatoren bestehenden Koaxialkondensators ein Koaxialkondensator verwendet wird, der aus zwei zylindrischen Kondensato ren mit 20 µF/3 kV und 0,5 µF/3 kV besteht, steigt die gemessene Restinduktivität auf etwa 30 nH an. Dies bedeutet, daß die Restinduktivität des Koaxialkondensa tors gemäß der bevorzugten Ausführungsform gegenüber der Restinduktivität des aus zwei zylindrischen Konden satoren bestehenden Koaxialkondensators um 30% geringer ist.

Aus dem Prinzip der Vorrichtung ist ersichtlich, daß es sich bei den verwendeten Kondensatoren nicht aus schließlich um Filmkondensatoren handeln muß.

Fig. 5 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform.

Bei dieser Ausführungsform besteht der Entladekondensa tor C₀ aus drei zylindrischen Kondensatoren C₀₁, C₀₂ und C₀₃ und der Wellenformbestimmungskondensator C_f aus zwei zylindrischen Kondensatoren C_f1 und C_f2, die zwischen die Kondensatoren C₀₁ und C₀₂ bzw. C₀₂ und C₀₃ eingefügt sind.

Wie Fig. 5 und 6 zeigen, sind bei dieser Ausführungs form jeweilige Ausgangsanschlüsse 15 für den Entlade kondensator C₀ derart auf der Deckplatte 12b angeord net, daß sie sich geringfügig oberhalb der einzelnen Kondensatoren C₀₁, C₀₂ und C₀₃ befinden, und die jewei ligen Ausgangsanschlüsse 16 für den Wellenformbestim mungskondensator sind geringfügig oberhalb der einzel nen Kondensatoren C_f1 und C_f2 angeordnet. Diese Anord nung der Ausgangsanschlüsse trägt zur Verkürzung der jeweiligen Länge der Leitungen 17, 18 bei, welche zum Verbinden der betreffenden Kondensatoren mit den Aus gangsanschlüssen 15, 16 verwendet werden.

Wie aus Fig. 7, die ein Ersatzschaltbild für den Koaxi alkondensator der zweiten Ausführungsform zeigt, leicht ersichtlich ist, wird der Abstand zwischen zwei benach barten, in entgegengesetzten Richtungen fließenden Strömen ip und iq verkürzt, und somit läßt sich die Restinduktivität L weiter reduzieren.

Einem vom Erfinder durchgeführten Experiment entspre chend ist die Restinduktivität L durch die folgende Gleichung gegeben:

wobei K eine Konstante ist, die in einen Bereich zwi schen 1,2 und 1,5 fällt, und N die Anzahl der Konden satoren ist, die die erste Kondensatoreinheit bilden, d. h. eine Zahl, welche die Unterteilung des ersten Kon densators angibt.

Dieser Gleichung entsprechend fällt die Restinduktivi tät L des in Fig. 5 gezeigten Koaxialkondensators in einen zwischen 12 und 15 (nH) definierten Bereich, da in diesem Fall N = 3.

Fig. 8 zeigt einen Impulsgenerator, bei dem der Koaxi alkondensator verwendet wird.

Der Impulsgenerator besteht im wesentlichen aus einer Koaxialkondensatoreinheit mit drei zylindrischen Kon densatoren C₁, C_f und C₂, einem Metallgehäuse 23 mit einer Deckplatte 21 und einer Basisplatte 22, in dem die Kondensatoreinheit enthalten ist, einer Schaltein richtung 24, die auf einer oberen Isolierplatte 31 ge stützt ist, welche über der Deckplatte 21 aufliegt, Widerständen R_S zum Dämpfen einer Hochfrequenzschwin gung, die auf der Isolierplatte 31 montiert sind, und Entladewiderständen R₀, die zwischen der Bodenplatte 22 und einer unteren Isolierplatte 36 angeordnet sind, welche unterhalb der Bodenplatte 22 gehalten ist.

Der Aufbau der Kondensatoreinheit gleicht demjenigen der in Fig. 1 gezeigten Kondensatoreinheit, d. h. der innere Kondensator C₁ und der äußere Kondensator C₂ bilden den Entladekondensator C₀, und der mittlere Kon densator bildet den Wellenformbestimmungskondensator C_f. Jedoch sind bei dieser Kondensatoreinheit die er sten und zweiten zylindrischen Elemente 30 und 40 zwi schen dem inneren Kondensator C₁ und dem mittleren Kon densator C_f bzw. zwischen dem mittleren Kondensator C_f und dem äußeren Kondensator C₂ ausgebildet. Das erste zylindrische Element 30 wird vorzugsweise folgenderma ßen hergestellt: Zuerst wird eine Isolierbahn 30b, etwa eine Kunstharzbahn, um den inneren Kondensator C₁ ge wickelt. Dann wird eine leitende Bahn 30a, etwa eine Metallbahn, um die Isolierbahn 30b gewickelt. Abschlie ßend wird eine weitere Isolierbahn 30c, z. B. eine Kunstharzbahn, um die leitende Bahn 30a gewickelt. Die Isolierbahnen 30b und 30c sind zum Isolieren der lei tenden Bahn 30a vom inneren Kondensator C₁ bzw. dem mittleren Kondensator C_f vorgesehen.

Das zweite zylindrische Element 40 wird auf ähnliche Weise hergestellt. Jede leitende Bahn 30a oder 40a ist mit einer derartigen Axiallänge ausgebildet, daß die oberen und unteren Enden der leitenden Bahn über die oberen und unteren Endflächen hinausragen können, wel che durch die jeweiligen Kondensatoren C₁, C₂ und C_f gebildet sind.

Vorteilhafterweise wird zum Bilden des zylindrischen Elementes eine leitende Bahn verwendet, die auf ihren beiden Flächen mit einem Isolierfilm beschichtet ist.

Anstelle der zylindrischen Elemente lassen sich auch Leiterdrähte verwenden. Fig. 10 zeigt eine Abwandlung der Kondensatoreinheit gemäß Fig. 8. Bei dieser Konden satoreinheit sind zwischen den Isolierbahnen 30b und 30c drei Leiterdrähte 60 mit gleichmäßigen Winkelab ständen (120°) in Bezug auf den Mittelpunkt der Einheit eingeführt. Auf ähnliche Weise sind drei Leiterdrähte 70 zwischen den Isolierbahnen 40b und 40c eingeführt. Diese Leiterdrähte dienen auch zum Unterdrücken von Streukapazitäten, die ohne die Leiterdrähte verursacht werden könnten. Wenn isolierte Leiterdrähte verwendet werden, kann die betreffende Isolierbahn weggelassen werden. Die Anzahl der Leiterdrähte muß nicht auf drei beschränkt sein, solange die Leiterdrähte in Bezug auf den Mittelpunkt der Kondensatoreinheit symmetrisch an geordnet sind.

Auf der Deckplatte 21 sind radial erste, zweite und dritte Anschlüsse 26, 27 und 28 derart angeordnet, daß sie sich über dem inneren, dem äußeren bzw. dem mittle ren Kondensator C₁, C₂, C_f befinden. Jeder Anschluß 26, 27 oder 28 besteht aus einem Isolierkern und einem Lei terdraht 56, 57 oder 58, der durch den Isolierkern ver läuft. Jeweilige Leiterdrähte 56 und 57 der ersten und zweiten Anschlüsse 26 und 27 sind am jeweiligen einen Ende mit einer Elektrode der inneren und äußeren Kon densatoren C₁ und C₂ verbunden, während die jeweiligen anderen Enden mit einer Metallplatte 33 verbunden sind, die an der unteren Fläche der ersten Isolierstützplatte 31 laminiert ist. Die jeweiligen anderen Elektroden der inneren und äußeren Kondensatoren C₁ und C₂ sind je weils durch Leiterdrähte 50 mit der Bodenplatte 22 des Metallgehäuses 23 verbunden. Als Ergebnis dieser drei Verbindungen sind die inneren und äußeren Kondensatoren C₁ und C₂ so geschaltet, daß sie den Entladekondensator C₀ bilden.

Dagegen ist der Isolierkern des dritten Anschlusses 28 derart ausgebildet, daß er von der oberen Isolierplatte 31 nach oben hin vorsteht, und das untere Ende des Lei terdrahtes 58 des dritten Anschlusses 28 ist dreige teilt, so daß es die beiden oberen Enden der zylindri schen Elemente 30 und 40 und eine Elektrode des (mitt leren) Wellenformbestimmungskondensators C_f miteinander verbindet. Jedes der unteren Enden der zylindrischen Elemente 30 und 40 ist über einen Leiterdraht des vier ten Anschlusses 29, welcher zwischen der Bodenplatte 22 und der zweiten Isolierplatte 36 befestigt ist, mit einer kreisförmigen Elektrodenplatte 39 verbunden, die an der unteren Fläche der zweiten Isolierplatte 36 la miniert ist. Eine andere Elektrode des Wellenformbe stimmungskondensators C_f ist durch Leiterdrähte 50 mit der Bodenplatte 22 verbunden.

Das andere Ende des Leiterdrahtes 58 des dritten An schlusses 28 ist über den Widerstand R_S mit einem Me tall-Faltenbalg 32 der Schaltereinrichtung 24 verbun den. Der Metall-Faltenbalg 32 des Schalters 24 stützt eine erste Entladeelektrode 34 mit halbkugelförmiger Gestalt, so daß diese mit einem vorbestimmten Spalt G gegen eine zweite halbkugelförmige Entladeelektrode 35 gerichtet ist, welche am Mittelpunkt der ersten Iso lierplatte 31 befestigt ist. Die zweite Entladeelektro de 35 ist durch einen sich abwärts erstreckenden Schen kelabschnitt der Elektrode mit der Metallplatte 33 der oberen Isolierplatte 31 verbunden. Somit wird der Schalter 24 eingeschaltet, wenn der Metall-Faltenbalg 32 niedergedrückt wird.

Anstelle des flexiblen Metall-Faltenbalgs 32 kann die erste Entladeelektrode 34 durch ein geeignetes starres Metallelement so gestützt sein, daß ein Spalt G zwi schen den ersten und zweiten Entladeelektroden 34 und 35 besteht. In diesem Fall ist eine Triggerelektrode (in Fig. 10 nicht gezeigt, vgl. jedoch Fig. 13) in der Nähe der ersten Entladeelektrode 34 vorgesehen, der ein Auslöseimpuls zum Triggern des Schalters 24 zugeführt wird.

Die Widerstände R₀, die zwischen der Bodenplatte 22 und der zweiten Isolierplatte 36 angeordnet sind, sind über Nieten 37, die die untere Isolierplatte 36 ausgehend von der Bodenplatte 22 tragen, zwischen der kreisförmi gen Metallplatte 39 und einem Metallring 38 geschaltet. Dabei ist der Metallring 38, der die kreisförmige Me tallplatte 39 mit einem geeigneten Spalt umgibt, durch die Köpfe der Nieten 37 an der Unterfläche der unteren Isolierplatte 36 befestigt. Die Nieten 37 sind mit den Widerständen R₀ verbunden, welche an die ringförmige Metallplattte 38 der unteren Isolierplatte 36 ange schlossen sind. Das Metallgehäuse 23 selbst ist mit Erde verbunden. Somit wird ein Ausgangsimpuls zwischen der Ring-Metallplatte 38 und der kreisförmigen Metall platte 39 ausgegeben.

Bei Betrieb des Impulsgenerators wird zunächst der aus den inneren und äußeren Kondensatoren C₁ und C₂ beste hende Entladekondensator C₀ geladen, indem ihm durch einen (nicht gezeigten) Widerstand ein Gleichstrom zu geführt wird. Wenn nach dem Laden des Entladekondensa tors C₀ der Schalter 24 eingeschaltet wird, werden in den inneren und äußeren Kondensatoren C₁ und C₂ akku mulierte Ladungen entladen, so daß sie Ströme ip bzw. iq erzeugen, wie in Fig. 9 gezeigt ist. Diese Ströme ip und iq fließen durch die ersten und zweiten Anschlüsse 26 und 27, die Metallplatte 33 und den Schalter 24, so daß sie einen Gesamt-Entladestrom iγ bilden. Der Ge samt-Entladestrom iγ fließt in die Widerstände R_S und anschließend über die dritten Anschlüsse 28 geteilt in den Wellenformbestimmungskondensator C_f und die inneren und äußeren zylindrischen Elemente 30 und 40. Dabei fließt der Strom i_t durch den Wellenformbestimmungskon densator C_f, und die jeweiligen Ströme i_s fließen durch die inneren und äußeren zylindrischen Elemente 30 und 40. Die Ströme i_s fließen durch die vierten Anschlüsse 29 und die kreisförmige Metallplatte 39 in die Wider stände R₀. Somit wird ein Ausgangsimpuls zwischen der kreisförmigen Metallplatte 39 und der Ring-Metallplatte 38 ausgegeben.

Wie aus Fig. 9 ersichtlich ist, sind die Richtungen der Ströme ip und iq denjenigen der Ströme i_s und i_t ent gegengesetzt, und die Ströme verlaufen konzentrisch zueinander. Folglich werden Induktivitäten, die auf Fließwegen der Ströme ip und iq verursacht werden, durch Induktivitäten beseitigt, die auf Fließwegen der Ströme i_s und i_t entstehen. Damit wird eine Restinduk tivität des Impulsgenerators ebenso wie dessen Aus gangsimpedanz reduziert. Somit läßt sich ein Impuls mit hoher Qualität erhalten, der eine kurze Anstiegszeit, aber keine Hochfrequenzschwingungen aufweist, indem der Wert des Widerstandes R₀ auf den kleinstmöglichen Wert gebracht wird, während der Widerstand R₀ seine Funktion zum Dämpfen von Hochfrequenzschwingungen beibehält.

Im folgenden werden anhand der Fig. 11 und 12 die durch die beiden zylindrischen Elemente 30 und 40 er zielten Vorteile erläutert.

Fig. 11(a) zeigt ein Ersatzschaltbild eines Impulsgene rators, bei der gemäß der in Fig. 8 gezeigten Ausfüh rungsform zwei zylindrische Elemente verwendet werden. Fig. 12(a) zeigt ein Ersatzschaltbild eines Impulsgene rators, bei dem kein derartiges zylindrisches Element verwendet wird.

Wie Fig. 11(a) zeigt, wird in dem Impulsgenerator mit den zwei zylindrischen Elementen keine Streukapazität verursacht, und deshalb steigt der Ausgangsimpuls sanft an, wie aus Fig. 11(b) ersichtlich ist.

In dem Beispiel gemäß Fig. 12(a) werden dagegen zwei Streukapazitäten C_S1 und C_S2 verursacht. Aufgrund einer derartigen Streukapazität wird, wie Fig. 12(b) zeigt, beim Ansteigen des Impulses eine Hochfrequenzschwingung erzeugt.

Der Impulsgenerator gemäß der bevorzugten Ausführungs form erzeugt eine Restinduktivität, deren Wert unter einem Hundertstel der Restinduktivität eines herkömmli chen Impulsgenerators liegt, wobei die Anstiegszeit kürzer ist als ein Zehntel der Anstiegszeit bei einem herkömmlichen Impulsgenerator.

Claims

1. Kondensatorschaltung für einen Impulsgenerator mit einem Entladekondensator (C₀) mit einer Entladeka pazität, die groß genug ist, einen Impuls durch Entladung einer in dem Entladekondensator (C₀) akkumulierten Ladung zu erzeugen, und einem Wel lenformbestimmungskondensator (C_f), der die Wel lenform des vom Entladekondensator (C₀) erzeugten Impulses bestimmt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Entladekondensator (C₀) und der Wellen formbestimmungskondensator (C_f) in einem Koaxial kondensator baulich vereinigt sind,
daß der Entladekondensator (C₀) aus parallelge schalteten Teilkondensatoren (C₀₁, C₀₂; C₀₁, C₀₂, C₀₃) besteht, die gemeinsam die Entladekapazität bil den,
daß der Wellenformbestimmungskondensator (C_f) koa xial zwischen den Teilkondensatoren (C₀₁, C₀₂; C₀₁, C₀₂, C₀₃) angeordnet ist, und
daß der Wellenformbestimmungskondensator (C_f) der art mit dem Entladekondensator (C₀) verbunden ist, daß bei Entladung des Entladekondensators (C₀) in dem Wellenformbestimmungskondensator (C_f) ein Strom in entgegengesetzter Richtung zu den Entla deströmen in den Teilkondensatoren (C₀₁, C₀₂; C₀₁ C₀₂, C₀₃) fließt.

2. Kondensatorschaltung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Entladekondensator (C₀) aus einem ersten und einem zweiten Kondensator (C₀₁, C₀₂) besteht, und daß der Wellenformbestim mungskondensator (C_f) einstückig ausgebildet ist.

3. Kondensatorschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, der zweite und der Wellenformbestimmungs kondensator (C₀₁, C₀₂, C_f) zylindrische Kondensatoren sind.

4. Kondensatorschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, der zweite und der Wellenformbestimmungs kondensator (C₀₁, C₀₂, C_f) Filmkondensatoren sind.

5. Kondensatorschaltung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeich net, daß ein Abschirmgehäuse (12) aus Metall vor gesehen ist, das den ersten, den zweiten und den Wellenformbestimmungskondensator (C₀₁, C₀₂, C_f) in abgeschirmtem Zustand hält.

6. Kondensatorschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Metall bestehende Abschirmgehäuse (12) aus einem zylindrischen Körper mit einer Bodenplatte (22), einem zentralen Rohr (13), welches konzen trisch zu dem zylindrischen Körper befestigt ist, und einer Deckplatte (12b) zum Abdecken einer obe ren Öffnung des zylindrischen Körpers besteht.

7. Kondensatorschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Deckplatte (12b) radial mehrere Isolierkegel angeordnet sind, durch die mehrere Leitungen (15, 16; 56, 57, 58) herausgeführt sind, und daß jede der Leitungen mit dem ersten oder dem zweiten oder dem Wellenformbestimmungskondensator (C₀₁, C₀₂, C_f) verbunden ist.

8. Kondensatorschaltung nach einem der Ansprüche 2-7, dadurch gekennzeich net, daß mindestens ein leitendes Element (30a, 40a) im isolierten Zustand zwischen den er sten und dem Wellenformbestimmungskondensator (C₀₁, C_f) oder dem zweiten und dem Wellenformbestim mungskondensator (C₀₂, C_f) angeordnet ist und das oder die leitenden Elemente (30a, 40a) gemeinsam mit jeweiligen Elektroden des Wellenformbestim mungskondensators (C_f) verbunden sind.

9. Kondensatorschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Element eine zylindrisch gewickelte lei tende Bahn (30a, 40a) ist.

10. Kondensatorschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Element aus mehreren Leiterdrähten (60) besteht, die in bezug auf den Mittelpunkt des Koa xialkondensators mit gleichmäßigen Winkelabständen angeordnet sind.

11. Kondensatorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Koaxialkondensator erste bis fünfte Kondensa toren (C₀₁, C_f1, C₀₂, C_f2, C₀₃) aufweist, welche koaxial zueinander angeordnet sind, daß die ersten (C₀₁), dritten (C₀₂) und fünften (C₀₃) Kondensatoren par allel zueinander geschaltet sind, und daß die zweiten (C_f1) und vierten (C_f2) Kondensatoren par allel zueinander geschaltet sind.