DE3809503A1 - Koaxialkondensator fuer einen impulsgenerator - Google Patents
Koaxialkondensator fuer einen impulsgeneratorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Koaxialkondensator, der
für einen Impulsgenerator geeignet ist, 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 bekannt. Bei dem Impulsgenerator sind ein Entlade
spalt G, an den ein Kondensator Co und ein Triggeran
schluß 1 angeschlossen sind, ein Widerstand R S zum
Dämpfen einer beim Entladen erzeugten Hochfrequenz
schwingung und ein Entladewiderstand R O derart geschal
tet, daß sie eine geschlossene Schleife bilden, und ein
Kondensator C f ist parallel zum Widerstand R O geschal
tet, welcher zusammen mit dem Kondensator C f eine Aus
gangsschaltung bildet. Ein Impuls wird zwischen beiden
Enden des Widerstandes R O erzeugt, an den ein koaxialer
Verbindungsstecker 3 eines koaxialen Kabels 2 zum Über
tragen des erzeugten Impulses angeschlossen ist. Der
Kondensator C 0 wird über einen Ladewiderstand Rc durch
einen Gleichstrom geladen, der von einem Ladeanschluß 4
zugeführt wird. Im Kondensator Co 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 Co
und Cf 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 Co 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.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Koaxi
alkondensator zu schaffen, der für einen Impulsgenera
tor geeignet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Koaxialkondensator
für einen Impulsgenerator geschaffen, der mindestens
einen Kondensator, der beim Erzeugen eines Impulses
eine in dem Kondensator akkumulierte Ladung entlädt,
und einen Kondensator aufweist, der die Wellenform
eines auszugebenden Impulses bestimmt, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Koaxialkondensator erste, zweite und
dritte Kondensatoren aufweist, die koaxial und zueinan
der benachbart angeordnet sind, und daß die ersten und
dritten Kondensatoren, zwischen denen der zweite Kon
densator angeordnet ist, parallelgeschaltet sind, so
daß sie den Entladekondensator des Impulsgenerators
bilden, wobei der zweite Kondensator als Wellenform
bestimmungskondensator verwendet wird.
Es ist ein Vorteil der Erfindung, daß sie einen Koaxi
alkondensator schafft, der beide Kondensatoren enthält,
welche für die Schaffung eines Impulsgenerators benö
tigt werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß
sie einen Koaxialkondensator schafft, der in der Lage
ist, die Restinduktivität eines Impulsgenerators spür
bar zu reduzieren.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindun
gen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu
tert.
Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt eines erfindungsgemäßen Koaxial
kondensators;
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 gemäß
einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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 erfindungsgemäßen Koaxialkondensator be
steht;
Fig. 9 ein Schaubild zur Darstellung von Strömen, die
in dem Impulsgenerator gemäß Fig. 8 erzeugt
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 Impulsgenerators;
Fig. 14(a) und 14(b) Seitenansichten von in einem her
kömmlichen Impulsgenerator verwendeten Konden
satoren C O und C f und
Fig. 15 ein Ersatzschaltbild eines herkömmlichen Im
pulsgenerators zur Veranschaulichung einer
Restinduktivität, welche beim Entladen des Kon
densators C O erzeugt wird.
Fig. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt eines Koaxialkon
densators gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. Fig.
2 zeigt einen einen waagerechten Schnitt längs der Linie
II-II in Fig. 1, und Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf
den Koaxialkondensators.
Der Koaxialkondensator besteht im wesentlichen aus zy
lindrischen Filmkondensatoren C 01, C f und C 02, welche
koaxial angeordnet sind. Der Aufbau jedes Filmkondensa
tors an sich ist Fachleuten bekannt.
Der innere Kondensator C 01, der um eine röhrenförmige
Spule 11 aus Kunstharz herum befestigt ist, und der
äußere Kondensator C 02, der um den mittleren Kondensa
tor C f angeordnet ist, sind derart miteinander verbun
den, daß sie einen Kondensator C 0 bilden (im folgenden
als erster Kondensator Co bezeichnet), der dem in Fig.
13 gezeigten Entladekondensator Co gleichwertig ist.
Der mittlere Kondensator C f (im folgenden als zweiter
Kondensator bezeichnet), der zwischen den inneren und
äußeren Kondensatoren C 01 und C 02 angeordnet ist, ist
ebenfalls dem in Fig. 8 gezeigten Kondensator C f
gleichwertig. Diese drei Filmkondensatoren C 01, C f und
C 02 lassen sich separat herstellen und anschließend zur
Bildung einer Koaxialkondensatoreinheit zusammen
stecken.
Die aus den ersten und zweiten Kondensatoren Co und Cf
bestehende Koaxialkondensatoreinheit ist in einem zy
lindrischen Metallgehäuse 12 enthalten. In das Metall
gehäuse 12 ist an dessen Mitte ein zylindrisches Rohr
13 eingeführt. Die Spule 11 des inneren Kondensators
C 01 ist dem Rohr 13 über dessen Außenseite aufgepaßt,
und auf diese Weise wird die Koaxialkondensatoreinheit
von dem Rohr 13 gehalten. Jedes der jeweiligen Elektro
denpaare der Kondensatoren C 01, C f und C 02 ist mit Löt
mittel 14 mit einer Basisplatte 12 a des Metallgehäuses
12 verbondet.
Wie Fig. 1 und 3 zeigen, sind auf einer Deckplatte 12 b
des Metallgehäuses 12 acht Ausgangsanschlüsse 15 für
den ersten Kondensator Co mit einem vorbestimmten Ab
stand vom Mittelpunkt der Platte 12 b und mit gleich
mäßigen Winkelabständen angeordnet. Zudem sind acht
Ausgangsanschlüsse 16 für den zweiten Kondensator Cf
zwischen den Anschlüssen 15 mit einem vorbestimmten
Abstand vom Mittelpunkt und mit gleichmäßigen Winkel
abständen angeordnet. Mit jedem der Ausgangsanschlüsse
16 sind jeweilige weitere Elektroden der inneren und
äußeren Kondensatoren C 01 und C 02 durch Leitungen 17
verbunden. Eine weitere Elektrode des mittleren Konden
sators (des zweiten 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 An
zahl der Ausgangsanschlüsse die Restinduktivität ab
nimmt.
Fig. 4 zeigt ein Ersatzschaltbild des Koaxialkondensa
tors.
Jede Richtung von Strömen ip, die bei der Entladung des
ersten Kondensators Co (C 01 und C 02) erzeugt werden,
ist einer Richtung eines in den zweiten Kondensator C f
fließenden Stroms iq entgegengesetzt. Die Entladeströme
ip, die in den inneren und äußeren Kondensatoren C 01
und C 02 erzeugt werden, fließen innerhalb und außerhalb
des zweiten Kondensators Cf in entgegensetzter Rich
tung zu dem Strom iq des zweiten Kondensators Cf. Aus
diesen Gründen wird eine durch den Fließweg des Entla
destroms ip verursachte Induktivität durch diejenige
Induktivität aufgehoben, die durch den Fließweg des
Stroms iq in dem zweiten Kondensator 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
C 0 20 µF/3 KV und C f = 0,5 µF/3 KV gilt. Wenn dage
gen 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 erste Kondensa
tor C 0 aus drei zylindrischen Kondensatoren C 01, C 02
und C 03 und der zweite Kondensator C f aus zwei zylin
drischen Kondensatoren C f 1 und C f 2, die zwischen die
Kondensatoren C 01 und C 02 bzw. C 02 und C 03 eingefügt sind.
Wie Fig. 5 und 6 zeigen, sind bei dieser Ausführungs
form jeweilige Ausgangsanschlüsse 15 für den ersten
Kondensator derart auf der Deckplatte 12 b angeordnet,
daß sie sich geringfügig oberhalb der einzelnen Konden
satoren C 01, C 02 und C 03 befinden, und die jeweiligen
Ausgangsanschlüsse 16 für den zweiten Kondensator sind
geringfügig oberhalb der einzelnen Kondensatoren C f 1
und C f 2 angeordnet. Diese Anordnung der Ausgangsan
schlüsse trägt zur Verkürzung der jeweiligen Länge der
Leitungen 17, 18 bei, welche zum Verbinden der betref
fenden Kondensatoren mit den Ausgangsanschlüssen 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 und 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 C 1, C f und C 2, 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 R O , 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 C 1 und der äußere Kondensator C 2
bilden den ersten Kondensator C 0, und der mittlere Kon
densator bildet den zweiten Kondensator C f . Jedoch sind
bei dieser Kondensatoreinheit die ersten und zweiten
zylindrischen Elemente 30 und 40 zwischen dem inneren
Kondensator C 1 und dem mittleren Kondensator C f bzw.
zwischen dem mittleren Kondensator C f und dem äußeren
Kondensator C 2 ausgebildet. Das erste zylindrische Ele
ment 30 wird vorzugsweise folgendermaßen hergestellt:
Zuerst wird eine Isolierbahn 30 b, etwa eine Kunstharz
bahn, um den inneren Kondensator C 1 gewickelt. Dann
wird eine leitende Bahn 30 a, etwa eine Metallbahn, um
die Isolierbahn 30 b gewickelt. Abschließend wird eine
weitere Isolierbahn 30 c, z. B. eine Kunstharzbahn, um
die leitende Bahn 30 a gewickelt. Die Isolierbahnen 30 b
und 30 c sind zum Isolieren der leitenden Bahn 30 a vom
inneren Kondensator C 1 bzw. dem mittleren Kondensator
C f vorgesehen.
Das zweite zylindrische Element 40 wird auf ähnliche
Weise hergestellt. Jede leitende Bahn 30 a oder 40 a 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 C 1, C 2 und C 3
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 30 b und
30 c 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 40 b und 40 c 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 C 1, C 2, 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 C 1 und C 2 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 C 1 und C 2 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
C 1 und C 2 so geschaltet, daß sie den ersten Kondensator
C 0 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 zweiten
(mittleren) Kondensators C f miteinander verbinden. Je
des der unteren Enden der zylindrischen Elemente 30 und
40 ist über einen Leiterdraht des vierten Anschlusses
29, welcher zwischen der Bodenplatte 22 und der zweiten
Isolierplatte 36 befestigt ist, mit einer kreisförmigen
Elektrodenplatte 39 verbunden, die an der unteren Flä
che der zweiten Isolierplatte 36 laminiert ist. Eine
andere Elektrode des zweiten Kondensators 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 R O , 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 R O verbunden, welche an die ringförmige
Metallplatte 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 C 1 und C 2 beste
hende erste Kondensator C 0 geladen, indem ihm durch
einen (nicht gezeigten) Widerstand ein Gleichstrom zu
geführt wird. Wenn nach dem Laden des ersten Kondensa
tors C 0 der Schalter 24 eingeschaltet wird, werden in
den inneren und äußeren Kondensatoren C 1 und C 2 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 i γ bilden. Der Ge
samt-Entladestrom i γ fließt in die Widerstände R S und
anschließend über die dritten Anschlüsse 28 geteilt in
den zweiten Kondensator C f und die inneren und äußeren
zylindrischen Elemente 30 und 40. Dabei fließt der
Strom i t durch den zweiten Kondensator C f , und die je
weiligen Ströme i s fließen durch die inneren und äuße
ren zylindrischen Elemente 30 und 40. Die Ströme i s
fließen durch die vierten Anschlüsse 29 und die kreis
förmige Metallplatte 39 in die Widerstände R O . Somit
wird ein Ausgangsimpuls zwischen der kreisförmigen Me
tallplatte 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 Widerstands R O auf den kleinstmöglichen Wert
gebracht wird, während der Widerstand R O 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 S 1 und C S 2 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 Hunderstel der Restinduktivität eines herkömmli
chen Impulsgenerators liegt, wobei die Anstiegszeit
kürzer ist als ein Zehntel der Anstiegszeit bei einem
herkömmlichen Impulsgenerator.
Claims (10)
1. Koaxialkondensator für einen Impulsgenerator, der
mindestens einen Kondensator, der beim Erzeugen eines
Impulses eine in dem Kondensator akkumulierte Ladung
entlädt, und einen Kondensator aufweist, der die Wel
lenform eines auszugebenden Impulses bestimmt,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Koaxialkondensator (C 0) erste, zweite und dritte
Kondensatoren (C 01, C f , C 02) aufweist, die koaxial und
zueinander benachbart angeordnet sind, und daß die er
sten und dritten Kondensatoren (C 01, C 02), zwischen
denen der zweite Kondensator (C f ) angeordnet ist, pa
rallelgeschaltet sind, so daß sie den Entladekondensa
tor des Impulsgenerators bilden, wobei der zweite Kon
densator (C f ) als Wellenformbestimmungskondensator ver
wendet wird, und daß beim Erzeugen eines Impulses
Ströme in den ersten und dritten Kondensatoren (C 01,
C 02) in entgegengesetzter Richtung zu dem Strom im
zweiten Kondensator (C f ) fließen.
2. Koaxialkondensator für einen Impulsgenerator nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten,
zweiten und dritten Kondensatoren (C 01, C f , C 02) zylin
drische Kondensatoren sind.
3. Koaxialkondensator für einen Impulsgenerator nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten,
zweiten und dritten Kondensatoren (C 01, C f , C 02) Film
kondensatoren sind.
4. Koaxialkondensator für einen Impulsgenerator nach
einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Abschirmgehäuse (12) aus Metall vorgesehen ist,
das die ersten, zweiten und dritten Kondensatoren (C 01,
C f , C 02) in abgeschirmten Zustand hält.
5. Koaxialkondensator für einen Impulsgenerator nach
Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Metall
bestehende Abschirmgehäuse (12) aus einem zylindrischen
Körper mit einer Bodenplatte (22), einem zentralen Rohr
(13), welches konzentrisch zu dem zylindrischen Körper
befestigt ist, und einer Deckplatte (12 b) zum Abdecken
einer oberen Öffnung des zylindrischen Körpers besteht.
6. Koaxialkondensator für einen Impulsgenerator nach
Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Deck
platte (12 b) radial mehrere Isolierkegel angeordnet
sind, durch die mehrere Leitungen (15, 16; 56, 57, 58)
einem der ersten, zweiten und dritten Kondensatoren
(C 01, C f , C 02) verbunden ist.
7. Koaxialkondensator für einen Impulsgenerator nach
einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein leitendes Element (30 a, 40 a) im iso
lierten Zustand zwischen den ersten und zweiten Konden
satoren (C 01, C f ) oder den zweiten und dritten Konden
satoren (C f , C 02) angeordnet ist und das oder die lei
tenden Elemente (30 a, 40 a) gemeinsam mit jeweiligen
Elektroden des zweiten Kondensators (C f ) verbunden
sind.
8. Koaxialkondensator für einen Impulsgenerator nach
Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende
Element eine zylindrisch gewickelte leitende Bahn (30 a,
40 a) ist.
9. Koaxialkondensator für einen Impulsgenerator nach
Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende
Element aus mehreren Leiterdrähten (60) besteht, die in
bezug auf den Mittelpunkt des Koaxialkondensators (C 0)
mit gleichmäßigen Winkelabständen angeordnet sind.
10. Koaxialkondensator für einen Impulsgenerator, der
mindestens einen Kondensator, der beim Erzeugen eines
Impulses eine in dem Kondensator akkumulierte Ladung
entlädt, und einen Kondensator aufweist, der die Wel
lenform eines auszugebenden Impulses bestimmt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Koaxialkondensator (C 0)
erste bis fünfte Kondensatoren aufweist, welche koaxial
zueinander angeordnet sind, daß die ersten, dritten und
fünften Kondensatoren parallel zueinander geschaltet
sind, und daß die zweiten und vierten Kondensatoren
parallel zueinander geschaltet sind.
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