JPH11330920A - 電気短パルス発生回路 - Google Patents
電気短パルス発生回路Info
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- JPH11330920A JPH11330920A JP13655698A JP13655698A JPH11330920A JP H11330920 A JPH11330920 A JP H11330920A JP 13655698 A JP13655698 A JP 13655698A JP 13655698 A JP13655698 A JP 13655698A JP H11330920 A JPH11330920 A JP H11330920A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＤＣ付近には帯域を持たない比較的帯域の狭
い増幅器を使用しても、大振幅のパルス列が高周波数で
得られる電気短パルス発生回路の実現。 【解決手段】 電圧増幅部１と、その出力に応じて動作
状態が切り替わる電流バッファ、及び電流源を有し、そ
の切り替わりに応じて電流源の次段への又は次段からの
電流の供給が行われる供給状態と行われない停止状態の
間で切り替わる電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給
部５と、供給状態の時にはオン状態になり、停止状態の
時にはオフ状態になり、オン状態からオフ状態に急激に
遷移して遷移信号を出力するステップ・リカバリィ・ダ
イオードSRD1と、遷移信号からインパルス信号を発生す
る微分回路C,R2とを備える電気短パルス発生回路であっ
て、電圧増幅部１は、所定周波数以上の帯域を有し、SR
D1の他方の電源側端子は、電圧増幅部１の出力のピーク
値に近い電位レベルの電源に接続されている。
い増幅器を使用しても、大振幅のパルス列が高周波数で
得られる電気短パルス発生回路の実現。 【解決手段】 電圧増幅部１と、その出力に応じて動作
状態が切り替わる電流バッファ、及び電流源を有し、そ
の切り替わりに応じて電流源の次段への又は次段からの
電流の供給が行われる供給状態と行われない停止状態の
間で切り替わる電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給
部５と、供給状態の時にはオン状態になり、停止状態の
時にはオフ状態になり、オン状態からオフ状態に急激に
遷移して遷移信号を出力するステップ・リカバリィ・ダ
イオードSRD1と、遷移信号からインパルス信号を発生す
る微分回路C,R2とを備える電気短パルス発生回路であっ
て、電圧増幅部１は、所定周波数以上の帯域を有し、SR
D1の他方の電源側端子は、電圧増幅部１の出力のピーク
値に近い電位レベルの電源に接続されている。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、サンプリング回路
などに供給される非常に狭いパルス幅のパルスを所定の
周期で発生する電気短パルスを発生する回路に関し、特
にステップ・リカバリィ・ダイオード（ＳＲＤ:Step Re
covery Diode) を使用した電気短パルス発生回路に関す
る。
などに供給される非常に狭いパルス幅のパルスを所定の
周期で発生する電気短パルスを発生する回路に関し、特
にステップ・リカバリィ・ダイオード（ＳＲＤ:Step Re
covery Diode) を使用した電気短パルス発生回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】振幅が１０Ｖ以上で半値幅が数１００ｐ
ｓ以下の電気短パルスを発生する電気短パルス発生回路
として、ステップ・リカバリィ・ダイオード（ＳＲＤ:S
tep Recovery Diode) を使用した回路が知られている。
その電気短パルス発生回路の主要構成を図１に示す。
ｓ以下の電気短パルスを発生する電気短パルス発生回路
として、ステップ・リカバリィ・ダイオード（ＳＲＤ:S
tep Recovery Diode) を使用した回路が知られている。
その電気短パルス発生回路の主要構成を図１に示す。
【０００３】この電気短パルス発生回路は、外部信号源
から入力端子１１に入力される信号を電圧増幅する電圧
増幅部１と、この電圧増幅部１の出力を受けて入力周波
数と同じ繰り返し周期のくし型波を発生するコムジェネ
レータ２と、このコムジェネレータ２の出力波形の振幅
を減衰するためのアッテネータ３とから構成され、アッ
テネータ３の出力は出力端子１２から得られる。図でＲ
２で示したのは出力用の抵抗である。コムジェネレータ
２は、ステップ・リカバリィ・ダイオードを有してお
り、これにより入力周波数と同じ周期で繰り返す鋭いパ
ルス列を発生する。このような電気短パルス発生回路
で、コムジェネレータ２から半値幅が数１００ｐｓ以下
で、振幅が数十Ｖの負の電気短パルスを出力させるに
は、振幅が非常に大きな正弦波信号を入力するだけでよ
い。また、必要に応じてアッテネータ３を使用すれば数
十Ｖ以下の任意の振幅の信号を得ることができる。
から入力端子１１に入力される信号を電圧増幅する電圧
増幅部１と、この電圧増幅部１の出力を受けて入力周波
数と同じ繰り返し周期のくし型波を発生するコムジェネ
レータ２と、このコムジェネレータ２の出力波形の振幅
を減衰するためのアッテネータ３とから構成され、アッ
テネータ３の出力は出力端子１２から得られる。図でＲ
２で示したのは出力用の抵抗である。コムジェネレータ
２は、ステップ・リカバリィ・ダイオードを有してお
り、これにより入力周波数と同じ周期で繰り返す鋭いパ
ルス列を発生する。このような電気短パルス発生回路
で、コムジェネレータ２から半値幅が数１００ｐｓ以下
で、振幅が数十Ｖの負の電気短パルスを出力させるに
は、振幅が非常に大きな正弦波信号を入力するだけでよ
い。また、必要に応じてアッテネータ３を使用すれば数
十Ｖ以下の任意の振幅の信号を得ることができる。
【０００４】図２は、従来の正の電気短パルス発生回路
の構成を示す図である。図示のように、この回路は正の
ＤＣオフセット付加部４と、電圧増幅部１と、電流バッ
ファ・ＳＲＤバイアス電流供給部５と、電気短パルス生
成部６、出力抵抗Ｒ２からなる。上記のコムジェネレー
タ２は、電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部５
と、電気短パルス生成部６、出力抵抗Ｒ２から構成され
る。
の構成を示す図である。図示のように、この回路は正の
ＤＣオフセット付加部４と、電圧増幅部１と、電流バッ
ファ・ＳＲＤバイアス電流供給部５と、電気短パルス生
成部６、出力抵抗Ｒ２からなる。上記のコムジェネレー
タ２は、電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部５
と、電気短パルス生成部６、出力抵抗Ｒ２から構成され
る。
【０００５】正のＤＣオフセット付加部４は、バイアス
ティー(bias-T)回路あるいはオペアンプなどを使用し
て、入力端子１１から入力された振幅の小さな外部入力
信号に正のＤＣオフセットを付加する。このＤＣオフセ
ットにより、後述のＮＰＮトランジスタの動作電圧を十
分なものにでき、電気短パルス生成部６の出力パルスの
振幅を大きくすることが可能になる。
ティー(bias-T)回路あるいはオペアンプなどを使用し
て、入力端子１１から入力された振幅の小さな外部入力
信号に正のＤＣオフセットを付加する。このＤＣオフセ
ットにより、後述のＮＰＮトランジスタの動作電圧を十
分なものにでき、電気短パルス生成部６の出力パルスの
振幅を大きくすることが可能になる。
【０００６】電圧増幅部１は、超高速広帯域増幅器より
構成され、正のＤＣオフセット付加部４の出力信号の振
幅を大振幅の信号に増幅する。なお、ここで使用される
電圧増幅器は、所望の繰り返し周波数範囲において電圧
増幅率がほぼ一定で、かつ帯域が十分にあり、増幅器の
出力信号（正のＤＣオフセットが加えられている信号）
の正のピーク電圧最大値が後述の電気短パルス生成部６
から出力される電気短パルスの振幅と同程度かそれより
大きくなるものが選ばれる。従って、電圧増幅器１の帯
域は、ＤＣ〜数十ＭＨｚ以上であることが必要である。
構成され、正のＤＣオフセット付加部４の出力信号の振
幅を大振幅の信号に増幅する。なお、ここで使用される
電圧増幅器は、所望の繰り返し周波数範囲において電圧
増幅率がほぼ一定で、かつ帯域が十分にあり、増幅器の
出力信号（正のＤＣオフセットが加えられている信号）
の正のピーク電圧最大値が後述の電気短パルス生成部６
から出力される電気短パルスの振幅と同程度かそれより
大きくなるものが選ばれる。従って、電圧増幅器１の帯
域は、ＤＣ〜数十ＭＨｚ以上であることが必要である。
【０００７】電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部
５は、ベースが電圧増幅部１の出力に接続され、コレク
タが正のバイアス電圧Ｖｃｃに接続され、エミッタが抵
抗Ｒを介して負のバイアス電圧−Ｖｐｐに接続されたＮ
ＰＮトランジスタＴｒ１を有する。このＴｒ１には、耐
電圧が電圧増幅部１の出力信号のピーク．ピーク間電圧
より大きく、電流を数百ｍＡ以上流すことができるもの
が用いられる。正のバイアス電圧Ｖｃｃは、電圧増幅部
１の出力信号の正の最大値と同程度もしくはそれよりや
や大きな値に設定する。
５は、ベースが電圧増幅部１の出力に接続され、コレク
タが正のバイアス電圧Ｖｃｃに接続され、エミッタが抵
抗Ｒを介して負のバイアス電圧−Ｖｐｐに接続されたＮ
ＰＮトランジスタＴｒ１を有する。このＴｒ１には、耐
電圧が電圧増幅部１の出力信号のピーク．ピーク間電圧
より大きく、電流を数百ｍＡ以上流すことができるもの
が用いられる。正のバイアス電圧Ｖｃｃは、電圧増幅部
１の出力信号の正の最大値と同程度もしくはそれよりや
や大きな値に設定する。
【０００８】電気短パルス生成部６は、ステップ・リカ
バリィ・ダイオードＳＲＤ１及び容量Ｃを有する。Ｔｒ
１のエッミタは、ＳＲＤ１のカソード及び容量Ｃの一端
に接続されており、ＳＲＤ１のアノードは接地され、容
量Ｃの他端は出力端子１２に接続されている。出力端子
１２は出力抵抗Ｒ２を介して接地されており、この抵抗
Ｒ２と容量Ｃとで部分回路が構成されている。
バリィ・ダイオードＳＲＤ１及び容量Ｃを有する。Ｔｒ
１のエッミタは、ＳＲＤ１のカソード及び容量Ｃの一端
に接続されており、ＳＲＤ１のアノードは接地され、容
量Ｃの他端は出力端子１２に接続されている。出力端子
１２は出力抵抗Ｒ２を介して接地されており、この抵抗
Ｒ２と容量Ｃとで部分回路が構成されている。
【０００９】このような電気短パルス発生回路では、入
力端子１１から入力された外部入力信号は、正のＤＣオ
フセット付加部４によって正のＤＣオフセットが加えら
れて正側にシフトした信号にされ、電圧増幅部１にて振
幅が増幅される。従って、電圧増幅部１の出力は、図示
のように、付加されたＤＣオフセットを増幅したレベル
を中心として変化する信号である。電圧増幅部１の出力
はＴｒ１のベースに印加される。Ｔｒ１は、電圧増幅部
１の出力が負の時にはオフ状態になり、正の時のはオン
状態になって、電流バッファとして働く。
力端子１１から入力された外部入力信号は、正のＤＣオ
フセット付加部４によって正のＤＣオフセットが加えら
れて正側にシフトした信号にされ、電圧増幅部１にて振
幅が増幅される。従って、電圧増幅部１の出力は、図示
のように、付加されたＤＣオフセットを増幅したレベル
を中心として変化する信号である。電圧増幅部１の出力
はＴｒ１のベースに印加される。Ｔｒ１は、電圧増幅部
１の出力が負の時にはオフ状態になり、正の時のはオン
状態になって、電流バッファとして働く。
【００１０】電圧増幅部１から負の出力がＴｒ１のベー
スに供給されると、Ｔｒ１がオフ状態になり、Ｔｒ１か
ら抵抗Ｒ１へ電流が供給されなくなる。これに応じてＳ
ＲＤ１が接続される部分の電位が低下し、ＳＲＤ１のア
ノードである接地電源からＳＲＤ１と抵抗Ｒ１を介して
負電源−ＶPPに電流ＩF1が流れる。この電流ＩF1はＳＲ
Ｄ１の順方向の電流であり、ＳＲＤ１はオン状態にな
る。
スに供給されると、Ｔｒ１がオフ状態になり、Ｔｒ１か
ら抵抗Ｒ１へ電流が供給されなくなる。これに応じてＳ
ＲＤ１が接続される部分の電位が低下し、ＳＲＤ１のア
ノードである接地電源からＳＲＤ１と抵抗Ｒ１を介して
負電源−ＶPPに電流ＩF1が流れる。この電流ＩF1はＳＲ
Ｄ１の順方向の電流であり、ＳＲＤ１はオン状態にな
る。
【００１１】電圧増幅部１からの出力が正になると、Ｔ
ｒ１がオン状態になり、正電源Ｖｃｃから負電源−ＶPP
に電流が流れ、これに応じてＳＲＤ１が接続される部分
の電位が上昇し、ＳＲＤ１に逆バイアスが印加されるこ
とになる。この切り替わった瞬間から短い時間（数十ｐ
ｓ〜数ｎｓ程度）経過した後に、ＳＲＤ１が急激にオン
状態からオフ状態に遷移する。これだけでは、単に立ち
上がりの急峻である信号が得られるのみであるから、Ｓ
ＲＤ１の後に高周波帯で使用可能で誘電損が小さく且つ
数ｐＦ未満の容量Ｃを付加して微分回路を構成し、出力
端子１２に正のインパルス信号を得る。なお、出力抵抗
Ｒ２は容量Ｃと微分回路を構成し、その抵抗値と容量Ｃ
の容量値で時定数が決定される。
ｒ１がオン状態になり、正電源Ｖｃｃから負電源−ＶPP
に電流が流れ、これに応じてＳＲＤ１が接続される部分
の電位が上昇し、ＳＲＤ１に逆バイアスが印加されるこ
とになる。この切り替わった瞬間から短い時間（数十ｐ
ｓ〜数ｎｓ程度）経過した後に、ＳＲＤ１が急激にオン
状態からオフ状態に遷移する。これだけでは、単に立ち
上がりの急峻である信号が得られるのみであるから、Ｓ
ＲＤ１の後に高周波帯で使用可能で誘電損が小さく且つ
数ｐＦ未満の容量Ｃを付加して微分回路を構成し、出力
端子１２に正のインパルス信号を得る。なお、出力抵抗
Ｒ２は容量Ｃと微分回路を構成し、その抵抗値と容量Ｃ
の容量値で時定数が決定される。
【００１２】図２の電気短パルス発生回路は、正のパル
スを発生させる回路であるが、ＰＮＰトランジスタを使
用することにより、負のパルスを発生させることも可能
である。更に、図２の電気短パルス発生回路では、出力
端子１２における出力信号を観測すると、しばしば正の
ピークが出現した後に、不要な負のオーバーシュートが
出現し、しかもそれが無視できな大きさになることがあ
る。そこで、本出願人は、このような問題を解決するた
め、特願平１０−２５９２０号で図３に示すような電気
短パルス発生回路を開示している。この回路は、高周波
帯用容量Ｃの後に第２のステップ・リカバリィ・ダイオ
ードＳＲＤ２を接続すると共に、バイアスティー回路な
どで構成されるＳＲＤ２に順方向電流バイアスＩF2を供
給するための電流源７を付加したものである。上記の不
要な負のオーバーシュートピークはＳＲＤ２にとって順
方向バイアスになるため、負のオーバーシュートピーク
の出願が抑制される。更に、電流源７の電流値を調整す
るバイアス電流制御部８を設けることにより、出力され
る電気短パルスの立ち上がり位置を移動させて半値幅を
変えられるようになるので、より一層幅の狭い電気短パ
ルスが得られる。
スを発生させる回路であるが、ＰＮＰトランジスタを使
用することにより、負のパルスを発生させることも可能
である。更に、図２の電気短パルス発生回路では、出力
端子１２における出力信号を観測すると、しばしば正の
ピークが出現した後に、不要な負のオーバーシュートが
出現し、しかもそれが無視できな大きさになることがあ
る。そこで、本出願人は、このような問題を解決するた
め、特願平１０−２５９２０号で図３に示すような電気
短パルス発生回路を開示している。この回路は、高周波
帯用容量Ｃの後に第２のステップ・リカバリィ・ダイオ
ードＳＲＤ２を接続すると共に、バイアスティー回路な
どで構成されるＳＲＤ２に順方向電流バイアスＩF2を供
給するための電流源７を付加したものである。上記の不
要な負のオーバーシュートピークはＳＲＤ２にとって順
方向バイアスになるため、負のオーバーシュートピーク
の出願が抑制される。更に、電流源７の電流値を調整す
るバイアス電流制御部８を設けることにより、出力され
る電気短パルスの立ち上がり位置を移動させて半値幅を
変えられるようになるので、より一層幅の狭い電気短パ
ルスが得られる。
【００１３】なお、この正の電気短パルス発生回路で
は、外部入力信号の周波数の値を大きく変化させると立
ち上がり位置が移動し、これに伴ってパルス幅も変化す
る。従って、外部入力信号の周波数の値を大きく変化さ
せた場合においても、出力電気短パルスの半値幅を一定
に保つためには、外部入力信号の周波数に応じてバイア
ス電流制御部８を制御して電流源７に加えるＤＣ電圧を
変化させ、ＳＲＤ２に流す順方向バイアス電流ＩF2の値
を適宜調整する必要がある。
は、外部入力信号の周波数の値を大きく変化させると立
ち上がり位置が移動し、これに伴ってパルス幅も変化す
る。従って、外部入力信号の周波数の値を大きく変化さ
せた場合においても、出力電気短パルスの半値幅を一定
に保つためには、外部入力信号の周波数に応じてバイア
ス電流制御部８を制御して電流源７に加えるＤＣ電圧を
変化させ、ＳＲＤ２に流す順方向バイアス電流ＩF2の値
を適宜調整する必要がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
上記の電気短パルス発生回路の従来例においては、電圧
増幅部１で正のＤＣオフセットが付加された信号を増幅
し、正のＤＣオフセットを増幅したレベルを中心とする
信号をＴｒ１のベースに印加している。これにより、Ｔ
ｒ１の動作電圧を高くでき、ＳＲＤ１がオン状態からオ
フ状態に遷移する時に大きな振幅の正のパルスが出力で
きるようになる。そのため、電圧増幅部１は、ＤＣレベ
ルからパルス列の周波数に相当する数十ＭＨｚまでの帯
域を有することが要求される。また、上記のように、Ｔ
ｒ１のベースに印加される信号は数十Ｖの大振幅信号で
ある。
上記の電気短パルス発生回路の従来例においては、電圧
増幅部１で正のＤＣオフセットが付加された信号を増幅
し、正のＤＣオフセットを増幅したレベルを中心とする
信号をＴｒ１のベースに印加している。これにより、Ｔ
ｒ１の動作電圧を高くでき、ＳＲＤ１がオン状態からオ
フ状態に遷移する時に大きな振幅の正のパルスが出力で
きるようになる。そのため、電圧増幅部１は、ＤＣレベ
ルからパルス列の周波数に相当する数十ＭＨｚまでの帯
域を有することが要求される。また、上記のように、Ｔ
ｒ１のベースに印加される信号は数十Ｖの大振幅信号で
ある。
【００１５】このようなＤＣレベルから数十ＭＨｚまで
の広い帯域を有すると共に大きな振幅を出力できる広帯
域増幅器はあまり市販されておらず、たとえ市販されて
いても非常に高価である。そのため、上記の電気短パル
ス発生回路を使用するにはこのような高価な広帯域増幅
器を用意するか、又は電気短パルス発生回路が本来有す
る性能より低い性能で使用せざるを得ず、大振幅の出力
が得られなかったり、高周波数でパルス列を発生できな
いといった問題があった。
の広い帯域を有すると共に大きな振幅を出力できる広帯
域増幅器はあまり市販されておらず、たとえ市販されて
いても非常に高価である。そのため、上記の電気短パル
ス発生回路を使用するにはこのような高価な広帯域増幅
器を用意するか、又は電気短パルス発生回路が本来有す
る性能より低い性能で使用せざるを得ず、大振幅の出力
が得られなかったり、高周波数でパルス列を発生できな
いといった問題があった。
【００１６】本発明はこのような問題を解決するための
もので、ＤＣ付近には帯域を持たない比較的帯域の狭い
安価な広帯域増幅器を使用しても、大振幅のパルス列が
高周波数で得られる電気短パルス発生回路の実現を目的
とする。
もので、ＤＣ付近には帯域を持たない比較的帯域の狭い
安価な広帯域増幅器を使用しても、大振幅のパルス列が
高周波数で得られる電気短パルス発生回路の実現を目的
とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を実現するた
め、本発明の電気短パルス発生回路は、ステップ・リカ
バリィ・ダイオードのバイアスレベルを変更して、ＮＰ
Ｎトランジスタなどで構成される電流バッファ・ＳＲＤ
バイアス電流供給部の電流バッファの動作点をずらすこ
とにより、ＤＣ付近に帯域を持たない広帯域増幅器を使
用できるようにする。
め、本発明の電気短パルス発生回路は、ステップ・リカ
バリィ・ダイオードのバイアスレベルを変更して、ＮＰ
Ｎトランジスタなどで構成される電流バッファ・ＳＲＤ
バイアス電流供給部の電流バッファの動作点をずらすこ
とにより、ＤＣ付近に帯域を持たない広帯域増幅器を使
用できるようにする。
【００１８】すなわち、本発明の電気短パルス発生回路
は、入力信号を増幅する電圧増幅部と、電圧増幅部の出
力に応じて動作状態がオン状態とオフ状態の間で切り替
わる電流バッファ及び電流源を有し、電流バッファの動
作状態の切り替わりに応じて、電流源の次段への又は次
段からの電流の供給が行われる供給状態と行われない停
止状態の間で切り替わる電流バッファ・ＳＲＤバイアス
電流供給部と、電流バッファと電流源の接続点に接続さ
れ、供給状態の時にはオン状態になり、停止状態の時に
はオフ状態になり、供給状態から停止状態に変化する時
に急激にオン状態からオフ状態に遷移し、この遷移に伴
う遷移信号を出力するステップ・リカバリィ・ダイオー
ドと、ステップ・リカバリィ・ダイオードの遷移信号か
らインパルス信号を発生する微分回路とを備える電気短
パルス発生回路であって、電圧増幅部は、低周波数を除
く所定周波数以上の帯域を有し、ステップ・リカバリィ
・ダイオードの接続点に接続される端子と異なる電源側
端子は、電圧増幅部の出力のピーク値に近い電位レベル
の電源に接続されていることを特徴とする。
は、入力信号を増幅する電圧増幅部と、電圧増幅部の出
力に応じて動作状態がオン状態とオフ状態の間で切り替
わる電流バッファ及び電流源を有し、電流バッファの動
作状態の切り替わりに応じて、電流源の次段への又は次
段からの電流の供給が行われる供給状態と行われない停
止状態の間で切り替わる電流バッファ・ＳＲＤバイアス
電流供給部と、電流バッファと電流源の接続点に接続さ
れ、供給状態の時にはオン状態になり、停止状態の時に
はオフ状態になり、供給状態から停止状態に変化する時
に急激にオン状態からオフ状態に遷移し、この遷移に伴
う遷移信号を出力するステップ・リカバリィ・ダイオー
ドと、ステップ・リカバリィ・ダイオードの遷移信号か
らインパルス信号を発生する微分回路とを備える電気短
パルス発生回路であって、電圧増幅部は、低周波数を除
く所定周波数以上の帯域を有し、ステップ・リカバリィ
・ダイオードの接続点に接続される端子と異なる電源側
端子は、電圧増幅部の出力のピーク値に近い電位レベル
の電源に接続されていることを特徴とする。
【００１９】電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部
の電流バッファは、例えば、ＮＰＮトランジスタや、Ｐ
ＮＰトランジスタや、ダイオードである。電流バッファ
をＮＰＮトランジスタで構成した場合には、ステップ・
リカバリィ・ダイオードの電源側端子は、電圧増幅部の
出力の負側のピーク値に近い電位レベルの電源に接続
し、電流バッファをＰＮＰトランジスタで構成した場合
には、ステップ・リカバリィ・ダイオードの電源側端子
は、電圧増幅部の出力の正側のピーク値に近い電位レベ
ルの電源に接続する。
の電流バッファは、例えば、ＮＰＮトランジスタや、Ｐ
ＮＰトランジスタや、ダイオードである。電流バッファ
をＮＰＮトランジスタで構成した場合には、ステップ・
リカバリィ・ダイオードの電源側端子は、電圧増幅部の
出力の負側のピーク値に近い電位レベルの電源に接続
し、電流バッファをＰＮＰトランジスタで構成した場合
には、ステップ・リカバリィ・ダイオードの電源側端子
は、電圧増幅部の出力の正側のピーク値に近い電位レベ
ルの電源に接続する。
【００２０】図３に示した従来例のように、微分回路の
出力における逆方向のオーバーシュートの発生を抑制す
るように第２のステップ・リカバリィ・ダイオードを設
けてもよい。従来例では、例えば、電流バッファをＮＰ
Ｎトランジスタで構成した場合、ステップ・リカバリィ
・ダイオードの電源側端子は接地されており、ＮＰＮト
ランジスタは、ベースに印加される信号が負の時にオフ
状態になり正の時にオン状態になる。従って、ステップ
・リカバリィ・ダイオードのオンからオフへの遷移時に
発生する信号の振幅を大きくするにはＮＰＮトランジス
タのベースに印加する信号全体をシフトさせる必要があ
った。
出力における逆方向のオーバーシュートの発生を抑制す
るように第２のステップ・リカバリィ・ダイオードを設
けてもよい。従来例では、例えば、電流バッファをＮＰ
Ｎトランジスタで構成した場合、ステップ・リカバリィ
・ダイオードの電源側端子は接地されており、ＮＰＮト
ランジスタは、ベースに印加される信号が負の時にオフ
状態になり正の時にオン状態になる。従って、ステップ
・リカバリィ・ダイオードのオンからオフへの遷移時に
発生する信号の振幅を大きくするにはＮＰＮトランジス
タのベースに印加する信号全体をシフトさせる必要があ
った。
【００２１】これに対して、本発明によれば、ステップ
・リカバリィ・ダイオードの電源側端子は、ＮＰＮトラ
ンジスタのベースに印加される信号の負のピークに近い
電位レベルであるため、ＮＰＮトランジスタは、ベース
に印加される信号がこの電位レベルより低くなった時に
オフ状態になり大きくなった時にオン状態になる。従っ
て、ＮＰＮトランジスタのベースに印加する信号全体を
シフトさせる必要はなく、電圧増幅部はＤＣ付近に帯域
を有する必要はなく、例えば、５ＭＨｚ〜数十ＭＨｚの
帯域を持てばよい。これであれば、安価なものが使用で
きる。
・リカバリィ・ダイオードの電源側端子は、ＮＰＮトラ
ンジスタのベースに印加される信号の負のピークに近い
電位レベルであるため、ＮＰＮトランジスタは、ベース
に印加される信号がこの電位レベルより低くなった時に
オフ状態になり大きくなった時にオン状態になる。従っ
て、ＮＰＮトランジスタのベースに印加する信号全体を
シフトさせる必要はなく、電圧増幅部はＤＣ付近に帯域
を有する必要はなく、例えば、５ＭＨｚ〜数十ＭＨｚの
帯域を持てばよい。これであれば、安価なものが使用で
きる。
【００２２】
【発明の実施の形態】図４は、本発明の第１実施例の正
の電気短パルス発生回路の構成を示す図である。図示の
ように、第１実施例の正の電気短パルス発生回路は、図
２の従来例と比べて、正のＤＣオフセット付加部４が除
かれている点と、電圧増幅部１の周波数帯域が数ＭＨｚ
という下限値を有する点と、ステップ・リカバリィ・ダ
イオードＳＲＤ１のアノードに負のＤＣ電圧ＶSRD-が印
加されている点である。なお、ＶSRD-は、図示のよう
に、電圧増幅部１の出力する信号の負のピークより３〜
５Ｖ高い値であり、−ＶPPよりは３〜５Ｖ高い値であ
る。また、ＶCCと−ＶPPの絶対値はほぼ同じとする。
の電気短パルス発生回路の構成を示す図である。図示の
ように、第１実施例の正の電気短パルス発生回路は、図
２の従来例と比べて、正のＤＣオフセット付加部４が除
かれている点と、電圧増幅部１の周波数帯域が数ＭＨｚ
という下限値を有する点と、ステップ・リカバリィ・ダ
イオードＳＲＤ１のアノードに負のＤＣ電圧ＶSRD-が印
加されている点である。なお、ＶSRD-は、図示のよう
に、電圧増幅部１の出力する信号の負のピークより３〜
５Ｖ高い値であり、−ＶPPよりは３〜５Ｖ高い値であ
る。また、ＶCCと−ＶPPの絶対値はほぼ同じとする。
【００２３】電圧増幅部１は入力端子１１から入力され
たオフセットのない小振幅の矩形波又は正弦波信号を増
幅して、大振幅の矩形波又は正弦波信号を出力する。従
って、電圧増幅部１から出力される信号は、図示のよう
に、ゼロ（接地）レベルを中心とする信号である。使用
する増幅器としては、所望の繰り返し周波数範囲で電圧
増幅率が一定であり、且つ増幅器の出力信号のピーク・
ピーク間電圧が所望の出力電気短パルスの振幅値より大
きくできるものを選択する。
たオフセットのない小振幅の矩形波又は正弦波信号を増
幅して、大振幅の矩形波又は正弦波信号を出力する。従
って、電圧増幅部１から出力される信号は、図示のよう
に、ゼロ（接地）レベルを中心とする信号である。使用
する増幅器としては、所望の繰り返し周波数範囲で電圧
増幅率が一定であり、且つ増幅器の出力信号のピーク・
ピーク間電圧が所望の出力電気短パルスの振幅値より大
きくできるものを選択する。
【００２４】電圧増幅部１の出力する大振幅の信号は、
ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースに入力される。使用
するＴｒ１としては、耐電圧が電圧増幅部１の出力する
大振幅の信号のピーク・ピーク間電圧よりも大きく、電
流を数１００ｍＡ以上流せるものを選択する。Ｔｒ１の
ベースに印加される電圧が、ＳＲＤ１のアノードに印加
されているＤＣの電圧ＶSRD-より大きい時には、Ｔｒ１
はオン状態になり、電源ＶｃｃからＴｒ１を介して抵抗
Ｒ１に電流が供給される。Ｔｒ１のベースに印加される
電圧が、ＳＲＤ１のアノードに印加されているＤＣの電
圧ＶSRD-より小さい時には、Ｔｒ１はオフ状態になり、
ＳＲＤ１がオン状態になってＳＲＤ１に順方向バイアス
電流ＩF1が流れる。
ＮＰＮトランジスタＴｒ１のベースに入力される。使用
するＴｒ１としては、耐電圧が電圧増幅部１の出力する
大振幅の信号のピーク・ピーク間電圧よりも大きく、電
流を数１００ｍＡ以上流せるものを選択する。Ｔｒ１の
ベースに印加される電圧が、ＳＲＤ１のアノードに印加
されているＤＣの電圧ＶSRD-より大きい時には、Ｔｒ１
はオン状態になり、電源ＶｃｃからＴｒ１を介して抵抗
Ｒ１に電流が供給される。Ｔｒ１のベースに印加される
電圧が、ＳＲＤ１のアノードに印加されているＤＣの電
圧ＶSRD-より小さい時には、Ｔｒ１はオフ状態になり、
ＳＲＤ１がオン状態になってＳＲＤ１に順方向バイアス
電流ＩF1が流れる。
【００２５】従って、Ｔｒ１のベースに印加される電圧
がＶSRD-より小さくＳＲＤ１がオンである状態から、ベ
ースに印加される電圧がＶSRD-より大きくなると、短時
間後にＳＲＤ１がオン状態からオフ状態に急激に遷移
し、それに伴ってＳＲＤ１のカソードの電圧が急激に上
昇する。この変化を、マイクロ波帯用コンデンサＣと出
力抵抗Ｒ２で構成される微分回路により正のインパルス
に変換する。
がＶSRD-より小さくＳＲＤ１がオンである状態から、ベ
ースに印加される電圧がＶSRD-より大きくなると、短時
間後にＳＲＤ１がオン状態からオフ状態に急激に遷移
し、それに伴ってＳＲＤ１のカソードの電圧が急激に上
昇する。この変化を、マイクロ波帯用コンデンサＣと出
力抵抗Ｒ２で構成される微分回路により正のインパルス
に変換する。
【００２６】図５は、本発明の第２実施例の正の電気短
パルス発生回路の構成を示す図であり、図３の従来例に
本発明を適用した実施例である。第１実施例で説明した
点を除けば、図３の従来例と同じなので、これ以上の説
明は省略する。図６は、本発明の第３実施例の負の電気
短パルス発生回路の構成を示す図である。第３実施例で
は、ＰＮＰトランジスタＴｒ２が使用され、ベースには
電圧増幅部１の出力が印加され、エミッタが抵抗Ｒ３を
介して正電源Ｖｃｃに接続されると共にＳＲＤ１のアノ
ードに接続され、コレクタは負電源−ＶPPに接続され
る。ＳＲＤ１のカソードはＤＣ電圧ＶSRD+に接続されて
いる。ＶSRD+は、図示のように、電圧増幅部１の出力す
る信号の正のピークより３〜５Ｖ低い値であり、Ｖ CCよ
りは３〜５Ｖ低い値である。また、ＶCCと−ＶPPの絶対
値はほぼ同じとする。
パルス発生回路の構成を示す図であり、図３の従来例に
本発明を適用した実施例である。第１実施例で説明した
点を除けば、図３の従来例と同じなので、これ以上の説
明は省略する。図６は、本発明の第３実施例の負の電気
短パルス発生回路の構成を示す図である。第３実施例で
は、ＰＮＰトランジスタＴｒ２が使用され、ベースには
電圧増幅部１の出力が印加され、エミッタが抵抗Ｒ３を
介して正電源Ｖｃｃに接続されると共にＳＲＤ１のアノ
ードに接続され、コレクタは負電源−ＶPPに接続され
る。ＳＲＤ１のカソードはＤＣ電圧ＶSRD+に接続されて
いる。ＶSRD+は、図示のように、電圧増幅部１の出力す
る信号の正のピークより３〜５Ｖ低い値であり、Ｖ CCよ
りは３〜５Ｖ低い値である。また、ＶCCと−ＶPPの絶対
値はほぼ同じとする。
【００２７】従って、Ｔｒ２のベースに印加される電圧
が、ＳＲＤ１のカソードに印加されているＤＣの電圧Ｖ
SRD+より小さい時には、Ｔｒ２はオン状態になり、電源
Ｖｃｃから抵抗Ｒ１を介してＴｒ２に電流が供給され
る。従って、ＳＲＤ１はオフ状態である。Ｔｒ２のベー
スに印加される電圧が、ＳＲＤ１のカソードに印加され
ているＤＣの電圧ＶSRD+より大きい時には、Ｔｒ２はオ
フ状態になり、ＳＲＤ１がオン状態になってＳＲＤ１に
順方向バイアス電流ＩF1が流れる。
が、ＳＲＤ１のカソードに印加されているＤＣの電圧Ｖ
SRD+より小さい時には、Ｔｒ２はオン状態になり、電源
Ｖｃｃから抵抗Ｒ１を介してＴｒ２に電流が供給され
る。従って、ＳＲＤ１はオフ状態である。Ｔｒ２のベー
スに印加される電圧が、ＳＲＤ１のカソードに印加され
ているＤＣの電圧ＶSRD+より大きい時には、Ｔｒ２はオ
フ状態になり、ＳＲＤ１がオン状態になってＳＲＤ１に
順方向バイアス電流ＩF1が流れる。
【００２８】この場合も、Ｔｒ２のベースに印加される
電圧がＶSRD+より大きい状態から小さい状態になるとＳ
ＲＤ１がオン状態からオフ状態に急激に遷移して容量Ｃ
の一方の電位が急激に低下する。後は、第２実施例と同
じである。第１から第３実施例では、電流バッファとし
て動作する部分にバイポーラトランジスタを使用した
が、これをダイオードで置き換えることも可能である。
図７は、本発明の第４実施例の正の電気短パルス発生回
路の構成を示す図である。電圧増幅部１が、数百ｍＡ以
上の大きな出力電流を供給できる場合には、図示のよう
に、ダイオードＤを使用して回路を構成できる。この回
路でも、ダイオードＤのアノードに印加される電圧が、
ＳＲＤ１のアノードに印加されているＤＣの電圧ＶSRD-
より大きい時には、ダイオードＤはオン状態になり、Ｓ
ＲＤ１はオフ状態になる。また、ダイオードＤのアノー
ドに印加される電圧が、ＳＲＤ１のアノードに印加され
ているＤＣの電圧ＶSRD-より小さい時には、ダイオード
Ｄはオフ状態になり、ＳＲＤ１がオン状態になってＳＲ
Ｄ１に順方向バイアス電流ＩF1が流れる。ここで使用す
るダイオードＤとしては、所望の周波数帯域で使用可能
で、電流を数百ｍＡ以上流せるものを使用すればよい。
電圧がＶSRD+より大きい状態から小さい状態になるとＳ
ＲＤ１がオン状態からオフ状態に急激に遷移して容量Ｃ
の一方の電位が急激に低下する。後は、第２実施例と同
じである。第１から第３実施例では、電流バッファとし
て動作する部分にバイポーラトランジスタを使用した
が、これをダイオードで置き換えることも可能である。
図７は、本発明の第４実施例の正の電気短パルス発生回
路の構成を示す図である。電圧増幅部１が、数百ｍＡ以
上の大きな出力電流を供給できる場合には、図示のよう
に、ダイオードＤを使用して回路を構成できる。この回
路でも、ダイオードＤのアノードに印加される電圧が、
ＳＲＤ１のアノードに印加されているＤＣの電圧ＶSRD-
より大きい時には、ダイオードＤはオン状態になり、Ｓ
ＲＤ１はオフ状態になる。また、ダイオードＤのアノー
ドに印加される電圧が、ＳＲＤ１のアノードに印加され
ているＤＣの電圧ＶSRD-より小さい時には、ダイオード
Ｄはオフ状態になり、ＳＲＤ１がオン状態になってＳＲ
Ｄ１に順方向バイアス電流ＩF1が流れる。ここで使用す
るダイオードＤとしては、所望の周波数帯域で使用可能
で、電流を数百ｍＡ以上流せるものを使用すればよい。
【００２９】また、同様にバイポーラトランジスタの替
わりにダイオードを使用して負の電気短パルス発生回路
を構成できる。
わりにダイオードを使用して負の電気短パルス発生回路
を構成できる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電気短パ
ルス発生回路によれば、ＤＣ付近には帯域を持たない比
較的帯域の狭い安価な広帯域増幅器を使用しても、大振
幅のパルス列が高周波数で得られる。
ルス発生回路によれば、ＤＣ付近には帯域を持たない比
較的帯域の狭い安価な広帯域増幅器を使用しても、大振
幅のパルス列が高周波数で得られる。
【図１】従来の電気短パルス発生回路の主要構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】従来の正の電気短パルス発生回路を示す図であ
る。
る。
【図３】ステップ・リカバリィ・ダイオードを２個使用
して負のオーバーシュートをなくすと共にパルス幅をよ
り狭くできるようにした従来の正の電気短パルス発生回
路を示す図である。
して負のオーバーシュートをなくすと共にパルス幅をよ
り狭くできるようにした従来の正の電気短パルス発生回
路を示す図である。
【図４】本発明の第１実施例の正の電気短パルス発生回
路を示す図である。
路を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例の正の電気短パルス発生回
路を示す図である。
路を示す図である。
【図６】本発明の第３実施例の負の電気短パルス発生回
路を示す図である。
路を示す図である。
【図７】本発明の第４実施例の正の電気短パルス発生回
路を示す図である。
路を示す図である。
１…電圧増幅部 ２…コムジェネレータ ３…アッテネータ ４…正のＤＣオフセット付加部 ５…電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部 ６…電気短パルス生成部 Ｔｒ１…ＮＰＮトランジスタ Ｔｒ２…ＰＮＰトランジスタ ＳＲＤ１、ＳＲＤ２…ステップ・リカバリィ・ダイオー
ド Ｃ…容量 Ｒ１、Ｒ２…抵抗
ド Ｃ…容量 Ｒ１、Ｒ２…抵抗
Claims (5)
- 【請求項１】 入力信号を増幅する電圧増幅部と、 前記電圧増幅部の出力に応じて動作状態がオン状態とオ
フ状態の間で切り替わる電流バッファ、及び電流源を有
し、該電流バッファの動作状態の切り替わりに応じて、
前記電流源の次段への又は次段からの電流の供給が行わ
れる供給状態と行われない停止状態の間で切り替わる電
流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部と、 前記電流バッファと前記電流源の接続点に接続され、前
記供給状態の時にはオン状態になり、前記停止状態の時
にはオフ状態になり、前記供給状態から前記停止状態に
変化する時に急激にオン状態からオフ状態に遷移し、該
遷移に伴う遷移信号を出力するステップ・リカバリィ・
ダイオードと、 該ステップ・リカバリィ・ダイオードの前記遷移信号か
らインパルス信号を発生する微分回路とを備える電気短
パルス発生回路であって、 前記電圧増幅部は、低周波数を除く所定周波数以上の帯
域を有し、 前記ステップ・リカバリィ・ダイオードの前記接続点に
接続される端子と異なる電源側端子は、前記電圧増幅部
の出力のピーク値に近い電位レベルの電源に接続されて
いることを特徴とする電気短パルス発生回路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の電気短パルス発生回路
であって、 前記電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部の前記電
流バッファは、ＮＰＮトランジスタであり、 前記ステップ・リカバリィ・ダイオードの前記電源側端
子は、前記電圧増幅部の出力の負側のピーク値に近い電
位レベルの電源に接続される電気短パルス発生回路。 - 【請求項３】 請求項１に記載の電気短パルス発生回路
であって、 前記電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部の前記電
流バッファは、ＰＮＰトランジスタであり、 前記ステップ・リカバリィ・ダイオードの前記電源側端
子は、前記電圧増幅部の出力の正側のピーク値に近い電
位レベルの電源に接続される電気短パルス発生回路。 - 【請求項４】 請求項１に記載の電気短パルス発生回路
であって、 前記電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部の前記電
流バッファは、ダイオードである電気短パルス発生回
路。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれか１項に記載の
電気短パルス発生回路であって、 前記微分回路の出力において逆方向のオーバーシュート
が発生した時にオン状態になり、前記逆方向のオーバー
シュートを抑制するように接続された第２のステップ・
リカバリィ・ダイオードを備える電気短パルス発生回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13655698A JPH11330920A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 電気短パルス発生回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13655698A JPH11330920A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 電気短パルス発生回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11330920A true JPH11330920A (ja) | 1999-11-30 |
Family
ID=15177997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13655698A Withdrawn JPH11330920A (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 電気短パルス発生回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11330920A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007060215A (ja) * | 2005-08-24 | 2007-03-08 | Olympus Corp | パルス信号発生回路 |
| CN109004918A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-14 | 电子科技大学 | 一种亚纳秒高压脉冲产生电路 |
-
1998
- 1998-05-19 JP JP13655698A patent/JPH11330920A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007060215A (ja) * | 2005-08-24 | 2007-03-08 | Olympus Corp | パルス信号発生回路 |
| CN109004918A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-14 | 电子科技大学 | 一种亚纳秒高压脉冲产生电路 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050802 |