JPH04196712A - Pulse generator - Google Patents

Pulse generator

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JPH04196712A
JPH04196712A JP32252690A JP32252690A JPH04196712A JP H04196712 A JPH04196712 A JP H04196712A JP 32252690 A JP32252690 A JP 32252690A JP 32252690 A JP32252690 A JP 32252690A JP H04196712 A JPH04196712 A JP H04196712A
Authority
JP
Japan
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conductor
line
load
spiral
switching element
Prior art date
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Pending
Application number
JP32252690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Nojima
健一 野嶋
Shigeru Mogi
茂木 茂
Tsuneji Teranishi
常治 寺西
Hiroshi Murase
洋 村瀬
Iwao Oshima
巖 大島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP32252690A priority Critical patent/JPH04196712A/en
Publication of JPH04196712A publication Critical patent/JPH04196712A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To attain quick rise at a high voltage, to widen a pulse width and to attain excellent flatness by selecting the number of windings of a conductor per an axial unit length constituting a spiral line larger at an input terminal connected to a switching element and smaller toward an output terminal connected to a load. CONSTITUTION:A center conductor 73 and an intermediate conductor 72 in spiral wound on an insulator 4 are disposed in the inside of a conductor cylinder 71 to form a double spiral line. The number of windings per unit length of the spiral conductor is largest at the input terminal of the line connected to the switching element and smaller toward the load end. Thus, since the inductance of the input section of a bloom line is large, the high frequency component of a travelling wave propagated through the intermediate conductor 72 is reduced, and no overshoot appears in a step wave propagated through the bloom line. Thus, the flatness of the rectangular wave applied to a load 5 is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、電子銃やクライストロンなどに高電圧矩形波
パルスを供給するパルス発生装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a pulse generator for supplying high-voltage rectangular wave pulses to an electron gun, klystron, or the like.

(従来の技術) 従来、高電圧のパルスを発生させる回路とじては、ブル
ームライン形、スタックライン形などパルス成形回路を
直列化する方法が知られている。
(Prior Art) Conventionally, as a circuit for generating high voltage pulses, a method of serializing pulse shaping circuits such as Blumlein type and stackline type is known.

第3図はブルームライン6を用いた矩形波パルス発生装
置を示したもので、スイッチング素子としてサイラトロ
ン3を用いている。この様なブルームラインを用いた場
合、第1の導体61と第2の導体62との間のインピー
ダンスを21、第2の導体62と第3の導体63との間
のインピーダンスを22とし、負荷5のインピーダンス
をRとしたとき、 R/2=Z、=22 としておけば、出力には充電電源1を用いて導体62を
充電したのと等しい電圧の矩形波パルスが得られる。
FIG. 3 shows a rectangular wave pulse generator using a Blumlein 6, in which a thyratron 3 is used as a switching element. When such a Blumlein is used, the impedance between the first conductor 61 and the second conductor 62 is 21, the impedance between the second conductor 62 and the third conductor 63 is 22, and the load is If the impedance of the conductor 62 is R, then if R/2=Z,=22, a rectangular wave pulse of the same voltage as when the conductor 62 is charged using the charging power source 1 can be obtained at the output.

(発明が解決しようとする課題) ところで、クライストロンなどの高周波増幅管による粒
子加速の効率を上げるためには、パルスの電圧を高くし
て立ち上がりを速くし、さらに矩形波のフラットネスを
良くする必要がある。
(Problem to be solved by the invention) By the way, in order to increase the efficiency of particle acceleration using a high-frequency amplifier tube such as a klystron, it is necessary to increase the voltage of the pulse to make the rise faster, and to improve the flatness of the rectangular wave. There is.

しかしながら、上記の様にパルスの発生電圧を高くし、
且つ、立ち上がり時間を短くするために、ブルームライ
ン形のパルス形成線路を用いた場合には、次の様な問題
点があった。即ち、従来のブルームライン形パルス形成
線路においては、パルス幅は線路の往復伝搬時間で決ま
るため、例えば数100nsというパルス幅の広いパル
スを得るためには、線路長が数10mにもおよぶブルー
ムライン線路が必要となる。また、クライストロンの様
な高インピーダンスの負荷とブルームライン線路のイン
ピーダンスをマツチングさせるためには、ブルームライ
ン線路の空洞部分の幅を非常に大きくしなければならな
い。これらのことから、高い負荷インピーダンスに、幅
の広いパルス電圧を供給するためには、巨大なブルーム
ライン線路が必要となり、実用上設置が極めて困難とな
る。
However, as mentioned above, by increasing the pulse generation voltage,
Furthermore, when a Blumlein type pulse forming line is used to shorten the rise time, the following problems arise. That is, in the conventional Blumlein type pulse forming line, the pulse width is determined by the round trip propagation time of the line, so in order to obtain a pulse with a wide pulse width of several hundred ns, for example, a Blumlein line with a line length of several tens of meters is required. A line is required. Furthermore, in order to match the impedance of the Blumlein line with a high impedance load such as a klystron, the width of the hollow portion of the Blumlein line must be made very large. For these reasons, in order to supply a wide pulse voltage to a high load impedance, a huge Blumlein line is required, which is extremely difficult to install in practice.

この問題を解決する方法の一つとして、ブルームライン
線路を、導体円筒とこの中に設置された2重スパイラル
導体によって構成するという方法がある。この方法を用
いると、線路のサージインピーダンスが大きくなり、比
較的小さな形状の線路で負荷とのマツチングをとること
ができる。
One method for solving this problem is to construct the Blumlein line with a conductor cylinder and a double spiral conductor installed inside the cylinder. When this method is used, the surge impedance of the line increases, and it is possible to match the load with a relatively small line.

しかし、この方法には、以下の様な問題点かあった。即
ち、サイラトロンの様なスイッチング素子は、その形状
に応じた漂遊キャパシタンスを大地に対して持っている
。そのため、この漂遊キャパシタンスからの影響を受け
ると、出力波形は第4図に示した様に変歪し、矩形波の
フラットネスが悪くなっていた。
However, this method had the following problems. That is, a switching element such as a thyratron has a stray capacitance relative to the ground depending on its shape. Therefore, when affected by this stray capacitance, the output waveform becomes distorted as shown in FIG. 4, and the flatness of the rectangular wave deteriorates.

本発明は、上記の様な問題点を解決するために提案され
たもので、その目的は、高電圧での立ち上がりが速く、
且つ、パルス幅が広くてフラットネスの良い矩形波パル
スを供給することのできるパルス発生装置を提供するこ
とにある。
The present invention was proposed to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to quickly rise at high voltage,
Another object of the present invention is to provide a pulse generator capable of supplying a rectangular wave pulse with a wide pulse width and good flatness.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、導体円筒内に配置した多重スパイラル線路と
スイッチング素子とを用いて矩形波パルスを発生させる
パルス発生装置において、前記スパイラル線路を構成す
る導体の軸方向単位長当たりの巻き数が、スイッチング
素子と接続される人力端において大きく、負荷と接続さ
れる出力端に行くにしたがって小さくなるように構成し
たことを特徴とするものである。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention provides a pulse generator that generates a rectangular wave pulse using multiple spiral lines arranged in a conductive cylinder and a switching element, in which the spiral line is configured. The number of turns per unit length in the axial direction of the conductor is large at the human power end connected to the switching element, and becomes smaller toward the output end connected to the load.

(作用) 本発明のパルス発生装置においては、スイッチング素子
と接続される入力端において、スパイラル線路を構成す
る導体の軸方向単位長当たりの巻き数が大きくなってい
るため、人力部のインダクタンスが大きくなり、スイッ
チを動作した時に中間導体に伝搬する進行波の高周波成
分を減少させることができる。その結果、ステップ波に
発生するオーバーシュートを防止でき、負荷に印加され
る矩形波のフラットネスを向上できる。
(Function) In the pulse generator of the present invention, since the number of turns per unit length in the axial direction of the conductor constituting the spiral line is large at the input end connected to the switching element, the inductance of the human power section is large. Therefore, it is possible to reduce the high frequency component of the traveling wave propagating to the intermediate conductor when the switch is operated. As a result, overshoot occurring in the step wave can be prevented, and the flatness of the rectangular wave applied to the load can be improved.

(実施例) 以下、本発明の一実施例を第1図及び第2図を参照して
具体的に説明する。なお、第3図に示した従来型と同一
の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. 1 and 2. Incidentally, the same members as those of the conventional type shown in FIG. 3 are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

本実施例においては、第1図に示した様に、絶縁物4の
上に巻回されたスパイラル状の中心導体73と中間導体
72とか、導体円筒71の内部に配設されて、2重スパ
イラル線路が形成されている。これらのスパイラル導体
の単位長当たりの巻き数は、線路の入力端で最も多く、
負荷端に行くにしたがって少なくなるように構成されて
いる。
In the present embodiment, as shown in FIG. A spiral track is formed. The number of turns per unit length of these spiral conductors is greatest at the input end of the line;
It is configured so that it decreases toward the load end.

なお、前記中心導体73と中間導体72のそれぞれのス
パイラルに沿った全長は、互いにほぼ等しくなるように
構成されている。
The total lengths of the center conductor 73 and the intermediate conductor 72 along the spiral are substantially equal to each other.

この様な構成を有する本実施例のパルス発生装置は、以
下に述べる様に作用する。即ち、充電電源1によって抵
抗2を通して充電された中間導体72を、スイッチ8を
閉じることにより接地する。
The pulse generator of this embodiment having such a configuration operates as described below. That is, the intermediate conductor 72 charged through the resistor 2 by the charging power source 1 is grounded by closing the switch 8.

すると、導体円筒71と中間導体72とから構成される
分布定数回路へ、前記スイッチ8の特性で決まる立ち上
がり時間を持つステップ波が入力される。この時、スイ
ッチ8が大地に対して持っている静電容量と、スイッチ
8と中間導体72とを結ぶリード線の持つインダクタン
スとの間で高周波の共振が生じ、中間導体へ伝搬される
ステップ波にオーバーシュートが生じる。このオーバー
シニートがそのままブルームラインに伝搬すると、負荷
5に印加される矩形波にも同様のオーパーンニートが生
じ、負荷5に印加される矩形波が変歪し、フラットネス
が低下する。
Then, a step wave having a rise time determined by the characteristics of the switch 8 is input to the distributed constant circuit composed of the conductor cylinder 71 and the intermediate conductor 72. At this time, high frequency resonance occurs between the capacitance that the switch 8 has with respect to the ground and the inductance of the lead wire connecting the switch 8 and the intermediate conductor 72, and a step wave is propagated to the intermediate conductor. overshoot occurs. If this oversinet propagates as it is to the Blumlein, similar open neatness will occur in the rectangular wave applied to the load 5, causing the rectangular wave applied to the load 5 to be distorted and its flatness to decrease.

しかしながら、本実施例のパルス発生装置においては、
ブルームライン線路の入力部のインダクタンスが大きい
ため、中間導体へ伝搬する進行波の高周波成分が減少さ
せられ、ブルームライン線路を伝搬するステップ波には
オーバーシュートが見られなくなる。この結果、第2図
に示した様に、負荷5端に印加される矩形波のフラット
ネスが大幅に向上する。
However, in the pulse generator of this embodiment,
Since the inductance at the input part of the Blumlein line is large, the high frequency component of the traveling wave propagating to the intermediate conductor is reduced, and no overshoot is seen in the step wave propagating through the Blumlein line. As a result, as shown in FIG. 2, the flatness of the rectangular wave applied to the end of the load 5 is greatly improved.

この様に、本実施例によれば、スパイラル線路を構成す
る導体の軸方向単位長当たりの巻き数が、スイッチング
素子と接続される入力端において大きくなるように構成
することによって、負荷に印加される矩形波のフラット
ネスを大幅に向上することができる。
In this way, according to this embodiment, by configuring the spiral line so that the number of turns per unit length in the axial direction of the conductor constituting the spiral line increases at the input end connected to the switching element, it is possible to reduce the number of turns applied to the load. The flatness of the rectangular wave generated can be greatly improved.

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、導体円筒内部に設置するスパイラル導体は2重のも
のでなくても良い。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and the spiral conductor installed inside the conductor cylinder may not be double.

し発明の効果] 以上説明した様に、本発明によれば、スパイラル線路を
構成する導体の軸方向単位長当たりの巻き数を、スイッ
チング素子と接続される入力端において大きく、負荷と
接続される出力端に行くにした。かって小さくなるよう
に構成することによって、高電圧での立ち上がりが速(
、且つ、パルス幅が広くてフラットネスの良い矩形波パ
ルスを供給することのできるパルス発生装置を提供する
ことができる。
Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the number of turns per unit length in the axial direction of the conductor constituting the spiral line is increased at the input end connected to the switching element, and the number of turns per unit length in the axial direction of the conductor constituting the spiral line is increased at the input end connected to the switching element. I decided to go to the output end. By configuring it so that it is small, the rise at high voltage is fast (
In addition, it is possible to provide a pulse generator that can supply a rectangular wave pulse with a wide pulse width and good flatness.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明のパルス発生装置の一実施例を示す概略
構成図、第2図は本発明のパルス発生装置の出力波形を
示す図、第3図は従来のパルス発生装置の一例を示す回
路図、第4図は従来のパルス発生装置の出力波形を示す
図である。 1・・・充電電源、2・・・抵抗、3・・・サイラトロ
ン、4・・・絶縁物、5・・・負荷、6・・・ブルーム
ライン、71・・・導体円筒、72・・・中間導体、7
3・・・中心導体、8・・・スイッチ。 /71ツ1本円箋 ’−1′−電7゛″         第 1 図時間
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the pulse generator of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the output waveform of the pulse generator of the present invention, and FIG. 3 is an example of a conventional pulse generator. The circuit diagram, FIG. 4, is a diagram showing an output waveform of a conventional pulse generator. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Charging power supply, 2... Resistor, 3... Thyratron, 4... Insulator, 5... Load, 6... Blumlein, 71... Conductor cylinder, 72... intermediate conductor, 7
3...Center conductor, 8...Switch. /71 1 yen note '-1'-den 7'''' Figure 1 Time

Claims (1)

【特許請求の範囲】 導体円筒内に配置した多重スパイラル線路とスイッチン
グ素子とを用いて矩形波パルスを発生させるパルス発生
装置において、 前記スパイラル線路を構成する導体の軸方向単位長当た
りの巻き数が、スイッチング素子と接続される入力端に
おいて大きく、負荷と接続される出力端に行くにしたが
って小さくなるように構成したことを特徴とするパルス
発生装置。
[Scope of Claim] A pulse generator that generates a rectangular wave pulse using a multiple spiral line and a switching element arranged in a conductor cylinder, wherein the number of turns per unit length in the axial direction of the conductor constituting the spiral line is A pulse generator characterized in that the pulse generator is large at an input end connected to a switching element and becomes smaller toward an output end connected to a load.
JP32252690A 1990-11-28 1990-11-28 Pulse generator Pending JPH04196712A (en)

Priority Applications (1)

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JP32252690A JPH04196712A (en) 1990-11-28 1990-11-28 Pulse generator

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6096180A (en) * 1983-10-29 1985-05-29 Nichicon Capacitor Ltd Waveform forming line
JPS6096181A (en) * 1983-10-29 1985-05-29 Nichicon Capacitor Ltd Pulse waveform forming line

Patent Citations (2)

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