JPH0670147U - 光電子倍増管用高電圧安定化電源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】効率が良く、安定した電圧を供給でき、しかも
小型化が可能な光電子倍増管用高電圧安定化電源を提供
する。 【構成】対称コッククロフト・ウオルトン整流回路１の
出力はオペアンプ４により基準電圧と比較され、対称コ
ッククロフト・ウオルトン整流回路１からの出力電圧が
所定の設定電圧となるように制御され、該対称コックク
ロフト・ウオルトン整流回路１の格段よりフィルタを通
して光電子倍増管２０のダイノードＤＹ1〜ＤＹnに分配
される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は光電子倍増管用高電圧安定化電源に関する。

【０００２】

【従来の技術】

高エネルギー物理学実験施設の加速器周辺にはホドスコープやカロリ・メータ が設置されており、これらには光電子倍増管が多数使用されている。 光電子倍増管は入射した微弱な光を電子に変えて、その電荷を増幅するもので 、増幅率は例えば１０万倍程度にもなる。 図２に光電子倍増管２０の一例を示す。光電子倍増管２０はカソードＫとアノ ードＡ及び複数のダイノードＤＹ1〜ＤＹｎから構成されており、カソードＫに 光が当たるとここから電子が放出され、発生した電子は第１ダイノードＤＹ1に 入射し、ここで２次電子の倍増を行うようになっている。 そして第２ダイノードＤＹ2、第３ダイノードＤＹ3と順次倍増が繰り返されて 、アノードＡから倍増後の信号が取り出されるように構成されている。 ところがカソードＫに光が当たると、それぞれのダイノードＤＹ1〜ＤＹnで電 流Ｉが増幅されて、この電流Ｉはブリーダ抵抗Ｒ１〜抵抗Ｒnを経由して、高圧 電源に流れ込み、その結果各ダイノードＤＹ間の電圧をこれによる電流Ｉの寄与 分だけ低下させる。そのため、これにより光電子倍増間の増幅率が変化し、入力 信号の直線性が悪くなる問題があった。 この問題を解決するために、従来はブリーダ抵抗Ｒ１〜Ｒn+1の値をなるべく 小さくするような設計が行われており、各ブリーダ抵抗Ｒ１〜Ｒn+1に十分な電 流を流し、前記した電流Ｉの寄与を無視できる程度に小さくしている。そのため には、入力信号時の電流と信号時のダイノードから流れ込む電流Ｉとの比を１０ 対１以上にする必要があった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし上記した従来技術の構成では、大電流型の高圧電源とする必要になり、 機械的形状が大きくなり、またそのために該電源部と光電子倍増管及びブリーダ 回路との間をケーブルで接続する必要等が生じてくる。更にこれらのことから装 置のコスト高を招く問題があった。 本考案は上記した従来技術の問題点を解決し光電子倍増管の出力電流の直線性 を損なわずに、効率が良く、しかも形状的にコンパクトな光電子倍増管用高電圧 安定化電源を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案の光電子倍増管用高電圧安定化電源は、コッ ククロフト・ウオルトン整流回路を用いた出力電圧調整可能な高電圧発生回路と 、該高電圧発生回路の出力を分圧してフィードバックし、基準電圧と比較してに 該高電圧発生回路からの出力電圧が所定の設定電圧となるように制御する手段と 、該出力電圧を前記コッククロフト・ウオルトン整流回路の格段よりフィルタを 通して光電子倍増管のダイノードに分配する手段とを備えたことを基本的な特徴 とする。

【０００５】

【作用】

コッククロフト・ウオルトン整流回路を用いた高電圧発生回路の出力は分圧さ れて、基準電圧と比較されて、該高電圧発生回路からの出力電圧が所定の設定電 圧となるように制御される。該出力電圧は前記コッククロフト・ウオルトン整流 回路の格段よりフィルタを通して光電子倍増管のダイノードに分配される。

【０００６】

【実施例】

以下本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 この高電圧安定化電源Ｘはソケット１０と一体化されており、該ソケット１０ を介して光電子倍増管２０と接続するようになっている。

【０００７】 この高電圧安定化電源Ｘは対称コッククロフト・ウオルトン整流回路１を備え ている。対称コッククロフト・ウオルトン整流回路１はトランス２を備えており 、その一次側には発振器３から１８０゜位相のずれたパルス電圧が印加されるよ うになっている。これによりトランス２の二次側にはプッシュプルパルス電圧が 発生して対称コッククロフト・ウオルトン整流回路１に入力されるように構成さ れている。

【０００８】 対称コッククロフト・ウオルトン整流回路１はダイオードとコンデンサのブロ ックの積み重ねで構成されており、これにプッシュプルパルス電圧が印加される と、該印加されたプッシュプル電圧に応じた多倍圧電圧が各段に生じるようにな っている。これらの中、所望の電圧値が得られる段より、出力を取り出して、ソ ケット１０を介して光電子倍増管２０のカソードＫ及びダイノードＤＹ1〜ＤＹn に供給して、光電子倍増管２０を動作させるように構成されている。 光電子倍増管２０のアノードＡからの出力信号はソケット１０を介して入力端 子９に導かれるようになっている。 対称コッククロフト・ウオルトン整流回路１の動作原理については良く知られ ているので、これ以上の詳細な説明は省略する。

【０００９】 対称コッククロフト・ウオルトン整流回路１からカソードＫに供給される電圧 はオペアンプ４にフィードバックされるようになっている。オペアンプ４は該電 圧を基準電圧５と比較して、該基準電圧５に対応してカソード電圧になるように トランジスタ６を駆動して、トランス２の一次側センタに電圧を供給し、その二 次側に基準電圧に応じたプッシュプルパルス尖頭電圧を生じさせるように構成さ れている。

【００１０】 なお、バッファアンプ７にはカソードＫに供給される電圧が分圧されて供給さ れており、このバッファアンプ７の出力を用いてカソードＫ電圧をモニタ出来る ようになっている。

【００１１】 以上の構成の対称コッククロフト・ウオルトン整流回路１において、光電子 倍増管２０のカソードＫ及びダイノードＤＹ1〜ＤＹnへ供給する電力以外の損失 は無視できる。また、光電子倍増管２０に光が入射した時の各ダイノードＤＹ1 〜ＤＹn間への電圧は、ダイノードＤＹ1〜ＤＹnから対称コッククロフト・ウオ ルトン整流回路１へ流れ込む電流による対称コッククロフト・ウオルトン整流回 路１各段の電流電圧に影響を及ぼすことがない。 従って、光電子倍増管２０自身に出力電流による倍増率の変動がなく、直線 性の優れた動作を得ることが可能である。

【００１２】 なお、対称コッククロフト・ウオルトン整流回路１の段数は、使用する光電子 倍増管２０の増幅率及びダイノードの数等の使用によって異なるが、通常は約数 十段になる。そのため、対称コッククロフト・ウオルトン整流回路１を形成して いるダイオード及びコンデンサの耐電圧は低くて良く、表面実装用の小型チップ 部品の使用が可能である。 また、前記したように損失が少ないので、これにより高電圧安定化電源の小型 化が可能になる。

【００１３】 以上のように小型化が可能なことから、この実施例のようにソケット１０と一 体化することが可能になり、また従来のように高耐電圧のケーブルよにる配線を 行う必要がない。

【００１４】 なお、上記実施例では対称コッククロフト・ウオルトン整流回路を用いた例を 説明したが、これに限定されることなく非対称コッククロフト・ウオルトン整流 回路を用いていも同様に有効なブリーダ回路を形成でき、同様な効果を得ること が出来る。

【００１５】

【考案の効果】

以上説明したように本考案の光電子倍増管用高電圧安定化電源は、コッククロ フト・ウオルトン整流回路を用いた出力電圧調整可能な高電圧発生回路と、該高 電圧発生回路の出力を分圧してフィードバックし、基準電圧と比較してに該高電 圧発生回路からの出力電圧が所定の設定電圧となるように制御する手段と、該出 力電圧を前記コッククロフト・ウオルトン整流回路の格段よりフィルタを通して 光電子倍増管のダイノードに分配する手段とを備えているため、効率の良い安定 した電圧を供給でき、しかも小型化が可能になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す回路図。

【図２】従来装置の一例を示す回路図。

【符号の説明】

１：対称コッククロフト・ウオルトン整流回路、２：ト
ランス、３：発振器、４：オペアンプ、５：基準電圧、
６：トランジスタ、７：バッファアンプ、９：入力端
子、１０：ソケット、１１：ソケット、２０：光電子倍
増管、５０：高電圧電源、５１：ブリーダ回路。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 コッククロフト・ウオルトン整流回路を
   用いた出力電圧調整可能な高電圧発生回路と、 該高電圧発生回路の出力を分圧してフィードバックし、
   基準電圧と比較してに該高電圧発生回路からの出力電圧
   が所定の設定電圧となるように制御する手段と、 該出力電圧を前記コッククロフト・ウオルトン整流回路
   の格段よりフィルタを通して光電子倍増管のダイノード
   に分配する手段と、 を備えた光電子倍増管用高電圧安定化電源。
2. 【請求項２】 一体的に形成された光電子倍増管用ソケ
   ットを備えた、 請求項１に記載の光電子倍増管用高電圧安定化電源。
3. 【請求項３】 コッククロフト・ウオルトン整流回路が
   対称コッククロフト・ウオルトン整流回路である請求項
   １に記載の光電子倍増管用高電圧安定化電源。
4. 【請求項４】 コッククロフト・ウオルトン整流回路が
   非対称コッククロフト・ウオルトン整流回路である請求
   項１に記載の光電子倍増管用高電圧安定化電源。