JPS60141007A - 高圧パルス発生装置 - Google Patents

高圧パルス発生装置

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JPS60141007A
JPS60141007A JP24731083A JP24731083A JPS60141007A JP S60141007 A JPS60141007 A JP S60141007A JP 24731083 A JP24731083 A JP 24731083A JP 24731083 A JP24731083 A JP 24731083A JP S60141007 A JPS60141007 A JP S60141007A
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flip
pulse
pulser
flop
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JP24731083A
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Isao Toyama
勲 遠山
Kazunari Takai
一成 高井
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Nichicon Corp
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Nichicon Capacitor Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/53Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback
    • H03K3/55Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback the switching device being a gas-filled tube having a control electrode

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパルス幅数ns以下、繰り返し100 n s
以下のパルスを数個連続発生ずる高圧パルス発生装置に
関するもので、その出力電圧は数に9以内の高圧、高峻
度、高速出力するものである。
従来から高圧、超高周波用真空管を使用したハードチュ
ーブパルサー(真空管パルス発生器)がよく用いられ、
その前段のドライバーには真空管、トランジスタまたは
ICなどを用いたパルス増幅回路が用いられてきたが、
本発明の目的とする、高圧高峻度、高速出力を行う、ハ
ードチューブパルサーをドライブするのに必要なパワー
(電圧100〜200V、電流4〜5A>ならびに高速
応答を行うことは至難な技であった。
すなわち、成る特定使用目的の電子シンクロトロンでは
、リング上のシングルパンチ内に電子を多重入射し、加
速される場合が多々ある。
一般的にこのような場合、電子銃GUNより放出された
電子はライナックで加圧され、シンクロトロンに入射さ
れるが、ライナックにより加速された電子はほぼ光速で
あり、シンクロトロン径が10m前後のものであれば、
−周90nsとなり、電子銃GUNから放出する電子パ
ルスは90 nsの周ルjで放出されねばならず、また
加速高周波モードのシングルパンチに入射するには数n
3以下のパルス幅に制限をしなければならない。
電子銃は一般にコンl−o−ルグリソドを有する3極管
構造をしζおり、このコン1川コールグリツドに必要と
するパルスを加え操作が行われている。
このような用途に用いるグリッドパルサーとして超高周
波用の真空管を用いたハードチューブパルサー回+1&
が主に用いられている。
シンク1コトロンヘシングルパンチで多重入射を行うこ
とは、技術的に困難なことが多く、未だ実用化されζい
ない。
その問題点の一つとして数nsのパルス幅で繰り返し9
0nsx多重入射回数個のパルスをジッター1〜2ns
以下で作ることが至難の技とされている。
それはバー ドチューブパルザのドライブ回路に良いも
のがないためである。
本発明は上述のような問題を解消し、高圧、高峻度、高
速出力が得られる、高圧パルス発生装置を提供するもの
である。
以下、本発明を第1図および第2図に示す実施例により
説明する。
第1図は高圧パルス発生回路で、図中破線で囲う部分1
0は次段の駆動用パルツーであり、枠外はハードデユー
プパルサーとして良く知られている高耐圧の真空管を用
いた高圧パルス発生回路である。
その動作は真空管1の陽極に接続された結合コンデンサ
2には充電抵抗3ならびにダイオード4を通じて陽極電
源5より、図示の極性に充電されており、同真空管1の
グリッドには陽極電流が流れるのを阻止するに充分な負
のバイアス電源Cよりグリッド抵抗7を通じてバイアス
電圧が印加されている。
いま、駆動用パルサー10より充分な振幅で目的とする
パルス幅の駆動パルスが、結合コンデンサ8を通じて真
空管1のグリッドに加えられると、そのパルス区間、真
空管1は導通状態になり、結合コンデンサ2に菖えられ
た電荷は負荷抵抗9に放電を行う。しかし、そのパルス
区間(放電区間)に比して充分大きな時定数Tp < 
< Cc X RL となるようコンデンサ2の容量C
cを選定しておけば、放電電流の減少分は極わずかであ
り、負荷抵抗9への出力パルスは駆動パルサー0のパル
ス幅に等しいほぼ方形波の高圧パルスが得られる。
RL は負荷抵抗の抵抗値である。
その出力電圧は結合コンデンサ2への充電電圧に比例し
て増減し、陽極電源5の電圧を変えることにより任意の
出力電圧が得られる。しかし、その出力電圧は真空管1
の内部抵抗と負荷抵抗により案分され、出力9))率を
上げるには駆動パルス電圧を上げ、真空管固有の飽和抵
抗迄さげる必要がある。一方、ハードデユープパルサー
によるパルス幅および応答は駆動パルスが充分であれば
使用する真空管の性能に依存する。
本発明の目的とするnsオーダーのパルス応答で数kV
のパルスを発生ずるには、板極管と呼ばれる真空管では
、遮断周波数3000 M’llz程度の3極管構造の
高圧真空管は種々有り、ハードチューブパルサ一部にお
いて、高速、高頻度パルスを発生させるにはそれほど8
題はない。
また、電流容量的には複数本並列使用することにより満
たずことができる。しかし、このような真空管を充分駆
動するには、比較的大電力パルスが必要となる。
一例として真空管一本当り2kVのパルスをRL=50
0Ωの負荷抵抗に発生させるには、駆動パルスとして+
100〜200Vで3〜5Aを真空管のグリッドに流入
する必要があり、電圧的な利得は得られても、電流利得
はほぼ1に近く、カスケード接続を行っても電流増幅は
期待できない。
従って、このような発生回路を駆動するには比較的容易
に大電力パルスが得られる駆動回路が選択される。
第1図の破線内に示す駆動用パルサー10はその例であ
り、同軸ケーブル11に直流電源12より充電抵抗13
を介して直流充電された電荷をアバランシエトランジス
ク14.15.16をスイッチング素子として、ハード
チューブパルサー側へパルス放電している。
出力電圧はアバランシェトランジスタのアバランシェ電
圧で定まり、必要に応じて直列個数を変えることができ
る。またパルス幅は、充電された同軸ケーブル11の長
さによって定まり、ケーブルのサージインピーダンスと
出力側(ハードチューブパルサーの入力側)のインピー
ダンスが等しい場合、はぼ方形波電圧となり、そのパル
ス幅はケーブルをサージ伝播速度で往復する時間となる
このパルス発生回路10では、スイッチング素子にアバ
ランシェトランジスタを使用しており、アバランシェ(
電子雪崩を行う)減少を起こす近辺まで励起を行ってお
くことにより、極微少ない刺激をドライバ一段のトラン
ジスタ(同図中記号16)に加えることにより、Ins
以下の高速で全段ターンオン状態となる。
従って、そのトリガー回路としてICレベルの信号で充
分駆動が可能である。
本実施例の第1図では、外部トリガー信号をコンデンサ
17と抵抗18の(、Rで微分し、その立ち上がり部を
ICレベルのバッファアンプ19ならびにパルストラン
ス20を介して、アバランシェトランジスタをドライブ
している。
駆動パルサー10として上述の実施例では、パルス源な
らびにスイッチング素子として、同軸ケーブルとアバラ
ンシェトランジスタを用いたものを示したが、パルス源
としてコンデンサ、またはコンデンサとコイルの組合せ
による回路構成でもよく、また放電スイッチは高速サイ
リスク、サイクトロンなどでもよい。
このような、ケーブルまたはコンデンサに蓄えられた電
荷をスイッチング素子で急放電を行う駆動用パルサーで
は、比較的容易に高速応答の大電力パルスが得られる反
面、再充電に要する時間とスイッチング素子の絶縁回復
時間により、高速での繰り返しに制約される。
本発明はこのような駆動用パルサーを多数個使用し、一
連の高速パルス列を発生させようとするものである。
第2図はその実施例である。第2図に示すソリツブフロ
ップ31.32.33はポジティブエツジトリガーのD
タイプ フソソブフロソブト呼ばれるICであり、入力
(D)の信号がクロックパルス(C1Oのボジテイエブ
エソシにより出力(Q)に伝達される素子であり、さら
にクリア入力(CL)を有する。
本回路側では、最初にクリア端子35にパルスを人力す
ることにより、全てのフリップフロップはクリヤーされ
る。続いてセットパルス端子3Gにパルスを人力するこ
とにより、初段のフリップフロップ31の入力りおよび
クロックパルスCKの&ibl子に正パルスが加わり、
そのポジティブエ・ノジにて初段のツリツブフロップ3
1の出力端子Qは11igh(以後Hと記す)にセット
され、他のフリップフロップ32.33はLOW (以
後りと記す)のままである。
引続きトリガーパルス37にパルスを(わえる。
その時点では先のセントti作により2段目のフリップ
プロップ320入力D(初段のフリップフロップ31の
出力Qに相当)のみHてあり、トリガー信号によるクロ
ックパルス(G K)のポジティブエツジにより2段目
のフリップフロップ32の出力り端子へHが出力され、
他のフリップフロップは全てI5となる。このような状
態で、さらにトリガー信号が加わると、■■の状態が2
段目のフリップフロップから3段目のフリップフロップ
に移行する。さらにトリガー信号が加われば3段目のフ
リップフロップのH出力はIC34を経て初段のフリッ
プフロップ31に伝達される。
以上のように最初クリアー、七ソl−IU作により初段
のフリップフロップ31のみHとしたものが以降、トリ
ガーパルスが加わる都度フリップフロ・/プ31→32
→33→31−32とH状態のソリツブフロップがリン
ク状に移行を続ける。
一方、各フリップフロップの出力に、上述の駆動用パル
サー102、tab、10cが&[かれて、それぞれの
フリップフロップのポジティブエツジで10 a−=1
0 b→10 c→L Oa →L Obと順次トリガ
ーされていく。さらに各駆動パルサーからの出力はダイ
オード38.3つ、40を経て上述のハードチューブパ
ルサーを駆動できる。
以上のような回路構成にすることにより、各トリガーパ
ルスに対応して順次駆動用パルサーから、パルス供給を
受けハードチューブパルサーが動作し、最終出力抵抗9
に高圧パルスを発生ずることができる。
上述の実施例の場合3連のパルスを高速で出力しても、
3つの駆動用パルサーが順次放電を行うこととなり、駆
動用パルサーの充電時間、ならびにスイッチング素子の
絶縁回位時間に制約を受けることなく高速放電を行うこ
とができる。
なお、上述の実施例では3個のフリップフロップならび
に3個の駆動用パルサーを用いた例で説明したが、当然
その数は任意に増すことは自由であり、最大必要とする
パルス連を用意すればよい。
また本発明では、許される最大パルス連以下のパルス連
であれば、その都度セットすることなく、任意のパルス
連を任意のパルス頻度で発生することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の高圧パルス発生装置の一実施例の要部
の回路説明図、第2図は本発明の高圧パルス発生装置の
一実施例の回路説明図である。 1ニハードデユープパルサー 10.10a 、 lOb、lOc :駆動用パルサー
11:ケーブル 14.15.16:アバランシェトランジスタ31.3
2.33:フリップフロップ 38.39.40:ダイオード 特許出願人 日本コンデンサ工業株式会社 手続補正書輸発) −14工件の表示 昭和58年特許願第247310号 2、発明の名称 高圧パルス発生装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 4、 補正の対象 「特許請求の範囲の欄」、「弁明の詳細な説明の欄」お
よび[図面J 5、補正の内容 (1)特許請求の範囲を次のように訂正する。 [ケープJvまたはコンデンサに蓄えられた電荷をスイ
ッチング電子て急放電することによシバルヌを発生させ
る駆動用パルサーを複数個用い、それぞnの駆動用パル
サーをトリガーするのに複数個のフリップフロップを環
状接続し、そのいずれか1つの7リツプフロツプ金ON
状態とし、外部トリガー信号によシこのON&態の位置
を順次伝送させるとともに、その各フリップフロップの
段間電圧の立ち上が9信号により、次段の駆動用パルサ
ーをトリガーし、その出力パルスをダイオードを通して
ハードチューブパルナーのグリシト回路に加えることを
特徴とする高圧パルス発生装置。」 (2)明昶1沓第2頁第1行を次のように訂正する。 「置に関するもので、その出力電圧はakV以内の高」 (3)明細書第2頁第7行および第8行を次のように訂
正する。 「幅回路が用いられてきたが、本発明の目的とする高圧
高酸度、高速出力を行うハードチューグパ」 (4)明細書第3頁第19行を次のように訂正する。 「峻度、同速出力が得られる高圧パルス発生装置」 (5)明則書@7頁第11行を次のように訂正する。 「パランシェ(電子雪崩を行う)現象を起こす近辺」 (6)明細書第8頁第8行を次のように訂正する。 「<、また放電スイッチは高速サイリスタ、サイプ」 (7)明細書第8頁第10行を次のように訂正する。 「このようなケープ)Vまたはコンデンサに蓄えら」 (8)明飽(1督第9頁第1行を次のように訂正する。 [シトリガーのDタイプ クリップ′フロップと呼ば」 (9)明細書@9頁第6行を次のように訂正する。 「本実施例では、最初にクリア端子35にパルスを」 (101明細書第9頁第16行を次のように訂正する。 「引続きトリガー幼子37にパルスを加える。」(Il
l NrJ2図全別紙のように訂正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ケーブルまたはコンデンサに蓄えられた電荷を、スイッ
    チング素子で急放電することによりパルスを発生させる
    駆動用パルサーを複数個用い、それぞれの駆動用パルサ
    ーをトリガするのに複数個のフリップフロップを環状接
    続し、そのいずれか一つのフリップフロップをON状態
    とし、外部トリガー信号によりこのON状態の位置を順
    次伝送させるとともに、その各フリップフロップの股間
    電圧の立ち上がり信号により、次段の駆動用パルサーを
    トリガーし、その出力パルスをダイオ−□ドを通してハ
    ードデユープパルサーのグリッド回路に加えることを特
    徴とする、高圧パルス発生装置。
JP24731083A 1983-12-28 1983-12-28 高圧パルス発生装置 Granted JPS60141007A (ja)

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JPH0376606B2 JPH0376606B2 (ja) 1991-12-06

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63245012A (ja) * 1987-03-31 1988-10-12 Mitsubishi Electric Corp 放電管用駆動回路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63245012A (ja) * 1987-03-31 1988-10-12 Mitsubishi Electric Corp 放電管用駆動回路
JP2569043B2 (ja) * 1987-03-31 1997-01-08 三菱電機株式会社 放電管用駆動回路

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