JPH07142965A - Impulse generator - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To prevent impulse output from generating distortion by detecting current flowing by the discharge of a capacitor with a coil so as to generate voltage and after making the voltage pass a limiter circuit, comparing it with a trigger level so as to generate a trigger signal. CONSTITUTION:While the movable contact point of a switch 12 as a double- throw switch is connected to the side of a fixed contact point (a), the capacitor 14 is charged by the dc voltage of a variable dc power supply 10. When the movable contact point of the switch 12 is connected to the side of a fixed contact point (b), electric charge stored in the capacitor 14 is discharged and current IC flows by way of a conductor 36 and a resistor 16. Both-terminal voltage of a resistor 44, which is generated by the current Ic through the conductor 36 within the coil 42 is limited by the limiter circuit 28 and then, compared with the trigger level by a comparator 30. When the output of the limiter circuit 28 is over the trigger level, the comparator 30 outputs the trigger signal. The trigger signal is used for controlling the fetching timing of a waveform fetching device. etc.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、インパルス発生装置、
特に、波形取込み装置の校正に使用する基準インパルス
を発生するインパルス発生装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an impulse generator,
In particular, it relates to an impulse generator that generates a reference impulse used for calibrating a waveform acquisition device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】雷、放電実験等により発生するインパル
スは、波形デジタイザの如き高速サンプリング速度を有
する波形取込み装置に取込まれ、取込んだデータを表示
装置に表示し、又はコンピュータ処理することにより測
定できる。その際、波形取込み装置が被測定インパルス
を忠実に再現するために、予め既知の基準インパルスを
波形取込み装置に供給し、波形取込み装置が正しく校正
されているかを検査しておく必要がある。2. Description of the Related Art Impulses generated by lightning, discharge experiments, etc. are captured by a waveform capture device having a high sampling rate such as a waveform digitizer, and the captured data is displayed on a display device or processed by a computer. Can be measured. At this time, in order for the waveform capturing device to faithfully reproduce the measured impulse, it is necessary to supply a known reference impulse to the waveform capturing device in advance to check whether the waveform capturing device is calibrated correctly.

【０００３】図２は、インパルスを発生すると共に、波
形取込み装置の波形取込みタイミングを制御等に使用さ
れるトリガ信号を発生するインパルス発生装置を示す回
路図である。この装置において、可変直流電源１０と、
固定接点ａ及びｂを有する双投スイッチ１２と、コンデ
ンサ１４と、抵抗器１６と、抵抗器１８と、コンデンサ
２０とは、インパルス発生部を構成する。一方、抵抗器
２２、ダイオード２４及び２６から成るリミッタ回路２
８と、比較器３０と、トリガレベル設定回路３２とは、
トリガ発生部を構成する。スイッチ１２の可動接点がそ
の固定接点ａ側に接続されている間、コンデンサ１４は
保護抵抗器１１を介して直流電源１０により充電され
る。スイッチ１２の可動接点が固定接点ｂ側に接続され
ると、コンデンサ１４に蓄積された電荷が放電し、抵抗
器１６を通って抵抗器１８及びコンデンサ２０に電流が
流れ、コンデンサ２０は充電され、インパルス出力の立
ち上がり部分が生成される。次に、コンデンサ２０に蓄
積された電荷は、抵抗器１８を介して放電し、インパル
ス出力の立ち下がり部分が生成される。出力端子３４に
生成されたインパルスは、抵抗器２２及びリミッタ回路
２８を介して比較器３０の非反転入力端子に供給され
る。比較器３０の反転入力端子には、トリガレベル設定
回路３２からトリガレベルが供給され、リミッタ回路２
８の出力信号がトリガレベルを超えると、トリガ信号が
発生される。FIG. 2 is a circuit diagram showing an impulse generator for generating an impulse and a trigger signal used for controlling the waveform acquisition timing of the waveform acquisition device. In this device, a variable DC power source 10
The double throw switch 12 having the fixed contacts a and b, the capacitor 14, the resistor 16, the resistor 18, and the capacitor 20 constitute an impulse generating unit. On the other hand, a limiter circuit 2 including a resistor 22, diodes 24 and 26
8, the comparator 30, and the trigger level setting circuit 32,
It constitutes a trigger generator. While the movable contact of the switch 12 is connected to the fixed contact a side thereof, the capacitor 14 is charged by the DC power supply 10 via the protective resistor 11. When the movable contact of the switch 12 is connected to the fixed contact b side, the electric charge accumulated in the capacitor 14 is discharged, a current flows through the resistor 16 to the resistor 18 and the capacitor 20, and the capacitor 20 is charged. The rising portion of the impulse output is generated. Next, the electric charge accumulated in the capacitor 20 is discharged through the resistor 18, and the falling portion of the impulse output is generated. The impulse generated at the output terminal 34 is supplied to the non-inverting input terminal of the comparator 30 via the resistor 22 and the limiter circuit 28. The inverting input terminal of the comparator 30 is supplied with a trigger level from the trigger level setting circuit 32, and the limiter circuit 2
When the output signal of 8 exceeds the trigger level, a trigger signal is generated.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】図２の装置において、
比較器３０には常にバイアス電流が流れ、また、リミッ
タ回路２８には、インパルス出力がリミット・レベルを
超えると、電流ＩLが流れる。特に、電流ＩLが流れる
と、実際のインパルス出力（図３で点線５２で示す）の
振幅は、所望のインパルス（図３で実線５０で示す）の
振幅より小さくなり、インパルス出力波形が歪んで、基
準信号として望ましくない。一般に、電流の流入を阻止
するために高入力インピーダンスを有する緩衝増幅器が
使用されるが、この装置で生成されるインパルスは高電
圧であるため、通常の緩衝増幅器ではこの様な高電圧に
耐えることができない。In the apparatus of FIG. 2,
A bias current always flows through the comparator 30, and a current IL flows through the limiter circuit 28 when the impulse output exceeds the limit level. In particular, when the current IL flows, the amplitude of the actual impulse output (shown by the dotted line 52 in FIG. 3) becomes smaller than the amplitude of the desired impulse (shown by the solid line 50 in FIG. 3), and the impulse output waveform is distorted, Not desirable as a reference signal. Generally, a buffer amplifier having a high input impedance is used to prevent the inflow of current, but since the impulse generated by this device is a high voltage, a normal buffer amplifier must withstand such a high voltage. I can't.

【０００５】したがって、本発明の目的は、インパルス
と共にトリガ信号を発生する場合に、歪のない所望振幅
のインパルスを発生するインパルス発生装置の提供にあ
る。Therefore, an object of the present invention is to provide an impulse generator which generates an impulse having a desired amplitude without distortion when a trigger signal is generated together with the impulse.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、第１
コンデンサを双投スイッチを介して充電し、次に双投ス
イッチを切り替えて、放電電流を第１抵抗器を介して、
第２抵抗器及び第２コンデンサから成る並列回路に供給
することにより、インパルスを発生するインパルス発生
装置であり、第１抵抗器に流れる電流をコイルにより検
出して第３抵抗器の両端に電圧を発生し、この電圧をリ
ミッタ回路を通した後に、トリガレベルと比較してトリ
ガ信号を発生する。これによれば、第１コンデンサの放
電電流は、効率よく第２コンデンサの充電に使用され、
即ち、トリガ発生用の回路に流れる電流はないので、歪
の無い所望振幅のインパルスを発生できる。Means and Action for Solving the Problems
The capacitor is charged via the double throw switch, then the double throw switch is switched, and the discharge current is passed through the first resistor,
It is an impulse generator that generates an impulse by supplying it to a parallel circuit composed of a second resistor and a second capacitor, and detects a current flowing through the first resistor by a coil to apply a voltage across the third resistor. The generated voltage is passed through a limiter circuit and then compared with the trigger level to generate a trigger signal. According to this, the discharge current of the first capacitor is efficiently used to charge the second capacitor,
That is, since there is no current flowing through the circuit for trigger generation, an impulse having a desired amplitude without distortion can be generated.

【０００７】[0007]

【実施例】図１は、本発明のインパルス発生装置を示す
回路図である。図１において図２に示す従来の装置と同
一の構成要素には、同一の参照番号を付けて表す。FIG. 1 is a circuit diagram showing an impulse generator of the present invention. In FIG. 1, the same components as those of the conventional device shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals.

【０００８】可変直流電源１０は、その負極が接地電位
源に接続され、最大出力電圧は例えば約２５０Ｖであ
る。双投スイッチ１２は、可動接点、固定接点ａ及びｂ
を有する。第１コンデンサであるコンデンサ１４の一端
は接地電位源に接続され、他端はスイッチ１２の可動接
点に接続される。スイッチ１２の固定接点ａは直流電源
１０の正極に接続され、固定接点ｂは第１抵抗器である
抵抗器１６の一端に接続される。抵抗器１６の他端は、
第２抵抗器である抵抗器１８及び第２コンデンサである
コンデンサ２０の一端に共通に接続されると共に、出力
端子３２に接続される。抵抗器１８及び２０の他端は、
接地電位源に接続される。図２の回路と同様に、可変直
流電源１０と、双投スイッチ１２、コンデンサ１４と、
抵抗器１６と、抵抗器１８と、コンデンサ２０とは、イ
ンパルス発生部を構成する。The variable DC power supply 10 has its negative electrode connected to a ground potential source and has a maximum output voltage of, for example, about 250V. The double throw switch 12 includes a movable contact and fixed contacts a and b.
Have. One end of the capacitor 14, which is the first capacitor, is connected to the ground potential source, and the other end is connected to the movable contact of the switch 12. The fixed contact a of the switch 12 is connected to the positive electrode of the DC power supply 10, and the fixed contact b is connected to one end of the resistor 16 which is the first resistor. The other end of the resistor 16 is
The resistor 18, which is the second resistor, and the capacitor 20, which is the second capacitor, are commonly connected to one end of the resistor 18 and to the output terminal 32. The other ends of resistors 18 and 20 are
Connected to ground potential source. As in the circuit of FIG. 2, the variable DC power supply 10, the double throw switch 12, the capacitor 14,
The resistor 16, the resistor 18, and the capacitor 20 form an impulse generation unit.

【０００９】スイッチ１２の固定接点ｂ及び抵抗器１６
の一端を接続する導線３６は、フェライト等の磁性体材
料から成る環状コア３６内を通過する。環状コア３６に
は、導線４０が巻き付けられ、コイル４２が形成され
る。導線４０の一端は接地され、他端は抵抗器４２を介
して接地電位源に接続される。導線３６に電流が流れる
ことにより、コイル４２のインダクタンスに応じた電圧
が第３抵抗器である抵抗器４４の両端に生じる。また、
コイル４２の作用により、等価的に導線３６に直列に抵
抗器が挿入された状態となる。この等価抵抗は、導線４
０の巻数をｎ回、抵抗器４４の抵抗値をＲLとすると、
ＲL／ｎ**2で表される（ここで、ｎ**mは、ｎのｍ乗を
意味する。）。Fixed contact b of switch 12 and resistor 16
A conductive wire 36 connecting one end of the wire passes through an annular core 36 made of a magnetic material such as ferrite. A conductive wire 40 is wound around the annular core 36 to form a coil 42. One end of the conductive wire 40 is grounded, and the other end is connected to a ground potential source via a resistor 42. When a current flows through the conductor 36, a voltage corresponding to the inductance of the coil 42 is generated across the resistor 44, which is the third resistor. Also,
Due to the action of the coil 42, a resistor is equivalently inserted in series with the conductor 36. This equivalent resistance is
When the number of turns of 0 is n times and the resistance value of the resistor 44 is RL,
It is represented by RL / n ** 2 (where n ** m means n to the m-th power).

【００１０】導線４０の他端は、更に抵抗器２２の一端
に接続され、抵抗器２２の他端は、ダイオード２４のカ
ソード、ダイオード２６のアノード及び比較器３０の非
反転入力端子に接続される。ダイオード２４のアノード
及びダイオード２６のカソードは、共に接地電位源に接
続される。抵抗器２２、ダイオード２４及び２６はリミ
ッタ回路２８として動作し、ダイオード２４及び２６の
接続点に生じる電圧は、上限が約＋０.７、下限が約−
０.７Ｖに制限され、比較器３０を保護する。トリガレ
ベル設定回路３２は、０〜約５.７Ｖの適当な直流電圧
をトリガレベルとして、比較器３０の反転入力端子に供
給する。環状コア３８と、導線４０と、抵抗器２２及び
４２と、リミッタ回路２８と、比較器３０と、トリガレ
ベル設定回路３２とは、トリガ発生部を構成する。The other end of the conductive wire 40 is further connected to one end of the resistor 22, and the other end of the resistor 22 is connected to the cathode of the diode 24, the anode of the diode 26 and the non-inverting input terminal of the comparator 30. . The anode of the diode 24 and the cathode of the diode 26 are both connected to the ground potential source. The resistor 22 and the diodes 24 and 26 operate as a limiter circuit 28, and the voltage generated at the connection point of the diodes 24 and 26 has an upper limit of about +0.7 and a lower limit of about −.
Limited to 0.7V to protect the comparator 30. The trigger level setting circuit 32 supplies an appropriate DC voltage of 0 to about 5.7 V as a trigger level to the inverting input terminal of the comparator 30. The annular core 38, the conducting wire 40, the resistors 22 and 42, the limiter circuit 28, the comparator 30, and the trigger level setting circuit 32 constitute a trigger generating section.

【００１１】図１の回路の動作を、以下に説明する。ス
イッチ１２の可動接点が固定接点ａ側に接続されている
間、コンデンサ１４は可変直流電源１０の直流電圧によ
り充電される。スイッチ１２の可動接点が固定接点ｂ側
に接続されると、コンデンサ１４に蓄積された電荷が放
電し、導線３６及び抵抗器１６を介して電流ＩCが流れ
る。コンデンサ２０は、そのキャパシタンス及び抵抗器
１８の抵抗値に応じた比で決まる電流で充電され、イン
パルス出力５０（図３）の立ち上がり部分が生成され
る。上述した様に、導線３６にはコイル４２の作用によ
り等価抵抗が挿入されるので、インパルス出力の立ち上
がり部分の形状は、この等価抵抗、抵抗器１６及びコン
デンサ１４の値で決まる時定数τaに依存する。しか
し、上述の様に、等価抵抗は、抵抗器４４の抵抗値をコ
イル４２の巻数の２乗でわり算した値となるので、抵抗
器１６の抵抗値に比して大幅に小さくなる。従って、時
定数τaは、抵抗器１６及びコンデンサ１４の値で決ま
る時定数に略等しく、等価抵抗による影響は無視でき
る。コンデンサ２０の充電が完了すると、コンデンサ２
０に蓄積された電荷は抵抗器１８を介して放電電流ＩD
を流し、インパルス出力５０（図３）の立ち下がり部分
が生成される。立ち上がり部分の形状は、抵抗器１８及
びコンデンサ２０の値による時定数τbにより略決ま
る。時定数τbは時定数τaより大きく、立ち下がり部分
は立ち上がり部分より傾斜が緩やかになる。The operation of the circuit of FIG. 1 will be described below. While the movable contact of the switch 12 is connected to the fixed contact a side, the capacitor 14 is charged by the DC voltage of the variable DC power supply 10. When the movable contact of the switch 12 is connected to the fixed contact b side, the electric charge accumulated in the capacitor 14 is discharged, and the current IC flows through the conducting wire 36 and the resistor 16. The capacitor 20 is charged with a current that is determined by a ratio depending on its capacitance and the resistance value of the resistor 18, and a rising portion of the impulse output 50 (FIG. 3) is generated. As described above, since the equivalent resistance is inserted into the conductive wire 36 by the action of the coil 42, the shape of the rising portion of the impulse output depends on the time constant τa determined by the equivalent resistance, the value of the resistor 16 and the value of the capacitor 14. To do. However, as described above, the equivalent resistance is a value obtained by dividing the resistance value of the resistor 44 by the square of the number of turns of the coil 42, and thus is significantly smaller than the resistance value of the resistor 16. Therefore, the time constant τa is substantially equal to the time constant determined by the values of the resistor 16 and the capacitor 14, and the effect of the equivalent resistance can be ignored. When the charging of the capacitor 20 is completed, the capacitor 2
The electric charge accumulated in 0 is discharged through the resistor 18 to the discharge current ID.
And a falling portion of the impulse output 50 (FIG. 3) is generated. The shape of the rising portion is substantially determined by the time constant τb depending on the values of the resistor 18 and the capacitor 20. The time constant τb is larger than the time constant τa, and the falling part has a gentler slope than the rising part.

【００１２】コイル４２内を通る導線３６に電流ＩCが
流れることにより発生した抵抗器４４の両端電圧は、リ
ミット回路２８により制限された後、比較器３０でトリ
ガレベルと比較される。リミット回路２８の出力がトリ
ガレベルを超えると、比較器３０はトリガ信号を出力す
る。このトリガ信号は、波形取込み装置の取込みタイミ
ングの制御等に使用される。リミット回路２８には、コ
ンデンサ１８及び２２の放電電流が流れることはないの
で、インパルス出力に歪が生じない。The voltage across the resistor 44 generated by the current I C flowing through the conductor 36 passing through the coil 42 is limited by the limit circuit 28 and then compared with the trigger level by the comparator 30. When the output of the limit circuit 28 exceeds the trigger level, the comparator 30 outputs a trigger signal. This trigger signal is used for controlling the acquisition timing of the waveform acquisition device. Since the discharging current of the capacitors 18 and 22 does not flow in the limit circuit 28, the impulse output is not distorted.

【００１３】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、種々の変更が可能であることが当業者には明か
である。例えば、コイル４２は図１中で抵抗器１６の左
側でなく右側においてもよい。Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made. For example, coil 42 may be on the right side of resistor 16 in FIG.

【００１４】[0014]

【発明の効果】本発明によれば、第１コンデンサの放電
により流れる電流をコイルにより検出して電圧を発生
し、この電圧をリミッタ回路を通した後に、トリガレベ
ルと比較してトリガ信号を発生するので、第１コンデン
サの放電電流は、リミッタ回路には流れず、インパルス
出力に歪が生じない。According to the present invention, the current flowing by the discharge of the first capacitor is detected by the coil to generate a voltage, and this voltage is passed through a limiter circuit and then compared with a trigger level to generate a trigger signal. Therefore, the discharge current of the first capacitor does not flow in the limiter circuit, and the impulse output is not distorted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明のインパルス発生装置を示す回路図であ
る。FIG. 1 is a circuit diagram showing an impulse generator of the present invention.

【図２】従来のインパルス発生装置を示す回路図であ
る。FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional impulse generator.

【図３】インパルス出力を表す波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram showing an impulse output.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１４ コンデンサ ４２ コイル ２８ リミッタ回路 ３０ 比較器 14 Capacitor 42 Coil 28 Limiter Circuit 30 Comparator

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 コンデンサを充電した後に放電させ、イ
ンパルスを発生するインパルス発生装置において、 上記コンデンサの放電により流れる電流に応じた電圧を
発生するコイルと、 該コイルの発生電圧が供給されるリミッタ回路と、 該リミッタ回路の出力電圧がトリガレベルを超えると、
トリガ信号を発生する比較器とを具えることを特徴とす
るインパルス発生装置。1. An impulse generation device for generating an impulse by charging a capacitor and then discharging it, and a coil for generating a voltage according to a current flowing by the discharge of the capacitor, and a limiter circuit to which the voltage generated by the coil is supplied. And when the output voltage of the limiter circuit exceeds the trigger level,
An impulse generating device, comprising: a comparator that generates a trigger signal.