【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サンプリング回路用のサンプリングパルスを発生する電気短パルス発生装置に関し、特に外部入力信号に同期した電気短パルスを発生する電気短パルス発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】振幅が１０Ｖ以上で、かつ、半値幅が数１００ｐｓ未満の負の電気短パルス信号を発生する装置として、ステップリカバリダイオード（ＳＲＤ）を内蔵したコムジェネレータを備えるものがある。 その電気短パルス発生装置の主要構成を図９に示す。

【０００３】この電気短パルス発生装置は、外部信号源から入力される信号を電圧増幅する電圧増幅器１００
と、該電圧増幅器１００の出力を受けて入力周波数と同じ繰返し周期のくし型波を発生するコムジェネレータ１
０１と、該コムジェネレータ１０１の出力波形の振幅を減衰させるためのアッテネータ１０２とから構成される。 コムジェネレータ１０１は、ステップリカバリダイオードを内蔵しており、該ステップリカバリダイオードによって入力周波数と同じ繰返し周期の鋭いパルス列を発生するようになっている。

【０００４】上記の電気短パルス発生装置では、コムジェネレータ１０１に特定の周波数で、振幅が非常に大きな正弦波を入力すると、半値幅１００ｐｓ未満で、振幅が数十Ｖの負の電気短パルスを得られる。 コムジェネレータ１０１の出力は、アッテネータ１０２によって数十Ｖ以下の任意の振幅の信号として取り出される。

【０００５】以上説明した電気短パルス発生装置は負の電気短パルスを発生するものであったが、正の電気短パルスを発生する装置も実現されている。 その電気短パルス発生装置の一構成例を図１０に示す。

【０００６】図１０に示す電気短パルス発生回路は、正のＤＣオフセット付加部２０１、電圧増幅部２０２、電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部２０３、電気短パルス生成部２０４からなる。

【０００７】正のＤＣオフセット付加部２０１は、入力端子２０５から入力された振幅の小さな外部入力信号に正のＤＣオフセットを加える。 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２０４の出力パルスの振幅をできる限り大きくすることが可能となる。

【０００８】電圧増幅部２０２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２０１の出力信号の振幅を増幅する。 ここで、電圧増幅部２０２に用いられる電圧増幅器としては、所望の繰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４から出力される電気短パルスの振幅と同程度か、それよりも大きくなるようなものを選ぶ。

【０００９】電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部２０３は、ベースが電圧増幅部２０２の出力に接続され、コレクタが正のバイアス電圧Ｖ _ＣＣ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−Ｖ _ＰＰに接続されたＮＰＮトランジスタ２０３ａを備える。 このＮ
ＰＮトランジスタ２０３ａには、耐電圧が電圧増幅部２
０２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Ｖ _ＣＣは、電圧増幅部２０２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。 負のバイアス電圧−Ｖ _ＰＰは、広帯域電圧増幅部２０２の出力信号の負のピークの最小値と同程度もしくはそれより小さな値に設定する。

【００１０】電気短パルス生成部２０４は、ステップリカバリダイオードＳＲＤおよびコンデンサＣを備える。
上記電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部２０３のＮＰＮトランジスタ２０３ａのエミッタは、ステップリカバリダイオードＳＲＤのカソードおよびコンデンサＣ
の一端に接続されており、ステップリカバリダイオードＳＲＤのアノードは接地され、コンデンサＣの他端は出力端子２０６に接続されている。 出力端子２０６は抵抗Ｒ'（〜５０Ω）を介して接地されており、この抵抗Ｒ'と上記のコンデンサＣとで微分回路が構成されている。

【００１１】上述の正の電気短パルス発生回路では、入力端子２０５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２０１によって正のＤＣオフセットが加えられ、電圧増幅部２０２にて振幅が増幅されて、電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部２０３のＮＰＮ
トランジスタ２０３ａのベースに入力される。 ＮＰＮトランジスタ２０３ａは、電圧増幅部２０２の出力信号電圧が負のときにはＯＦＦ状態となり、正のときにはＯＮ
状態となって電流バッファとして働く。

【００１２】電圧増幅部２０２から負の出力信号電圧がＮＰＮトランジスタ２０３ａのベースに供給されると、
ＮＰＮトランジスタ２０３ａがＯＦＦ状態になる。 ＮＰ
Ｎトランジスタ２０３ａがＯＦＦ状態になると、ＮＰＮ
トランジスタ２０３ａのエミッタにつながっている電力型抵抗Ｒを介してステップリカバリダイオードＳＲＤに順方向バイアス電流Ｉ _Ｆ１が供給され、ステップリカバリダイオードＳＲＤがＯＮ状態になる。

【００１３】電圧増幅部２０２からの出力信号電圧が正になると、ＮＰＮトランジスタ２０３ａがＯＮ状態となり、電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部２０３からのバイアス電圧の供給は、負のバイアス電圧−Ｖ _ＰＰ
の供給に代わって正のバイアス電圧Ｖ _ＣＣの供給に切り替わる。 バイアス電圧が負から正に切り替わると、そのバイアス電圧の正負の切り替わりの瞬間から数十ｐｓ〜
数ｎｓ程度だけ経過した後に、ステップリカバリダイオードＳＲＤが急激にＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移する。 ステップリカバリダイオードＳＲＤがＯＦＦ状態に遷移すると、出力端子２０６からの出力信号が急激に立ち上がった後、再び立ち下がる。 このときの立ち下がりは、抵抗Ｒ'とコンデンサＣとで構成される微分回路の時定数によって決まる。 このようにして、急激な立ち上がりを持つ信号を微分回路に通すことにより論理的に正のインパルスを得る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述した従来の電気短パルス発生装置には、以下のような問題がある。

【００１５】市販のコムジェネレータは、ある特定の周波数のみにしか対応しておらず、入力可能な信号周波数帯域が狭い。 このため、コムジェネレータを用いた従来の電気短パルス発生装置の場合、外部入力信号の繰返し周波数を大きく変化させると、出力電気短パルスの振幅と幅が大きく変わり、しまいには何も出力を得られないといった問題が生じる。 このように、従来の電気短パルス発生装置には、繰返し周波数を大きく変化させることができないという大きな制約があった。

【００１６】加えて、振幅が１０Ｖ以上で、かつ、幅の細い正の電気短パルスを出力できるコムジェネレータは市販されていないことから、正の出力の電気短パルス信号が必要な場合は、一般的には、負のコムジェネレータの出力信号をパルストランスで反転させて正のパルス出力信号を用意していた。

【００１７】図６に示した電気短パルス発生装置においては、出力電気短パルスの半値幅はステップリカバリーダイオードＳＲＤ２１のＯＮ状態からＯＦＦ状態への遷移時間と高周波帯コンデンサＣ２１の容量によって決まる。 そのため、上記と同様、外部入力信号の繰返し周波数を大きく変化させると、出力電気短パルスの半値幅を一定に保つことができないという問題がある。

【００１８】加えて、上記のように出力電気短パルスの半値幅がステップリカバリーダイオードＳＲＤ２１の遷移時間と高周波帯コンデンサＣ２１の容量によって決まるため、それ以上のさらなる短パルス化を図ることはできないという問題もある。

【００１９】さらに加えて、発生した電気短パルスに、
正のピークが出現した後に続いて不要な負のオーバーシュートが生じるという問題がある。

【００２０】本発明の目的は、上記各問題を解決し、オーバーシュートを抑制するとともに、外部入力信号の繰返し周波数を大きく変化させても、出力パルスの半値幅の値をほぼ一定に保つことができる電気短パルス発生装置を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明の電気短パルス発生装置は、外部入力信号に基づく入力電圧の正負に応じてスイッチング動作し、該スイッチング動作のオン・オフに応じて第１のバイアス電圧による電流供給および第２のバイアス電圧による電流供給を行う電流供給手段と、前記電流供給手段の出力を受け、前記第１のバイアス電圧による電流供給で順方向バイアス電流が供給されてＯＮ状態となり、前記第２
のバイアス電圧による電流供給でＯＦＦ状態となり、該ＯＮ状態からＯＦＦ状態への遷移によって急激な立ち上がりまたは立ち下がりを有する信号を形成する第１のステップリカバリーダイオードと、前記第１のステップリカバリーダイオードによって形成された信号からインパルスを得る微分回路と、バイアス電流を供給する電流源と、前記電流源から供給されるバイアス電流で順方向バイアス電流が供給されてＯＮ状態となり、前記第２のバイアス電圧による電流供給でＯＦＦ状態となり、該ＯＮ
状態からＯＦＦ状態への遷移時間に応じて前記インパルスのパルス幅を可変する第２のステップリカバリーダイオードと、前記インパルスのパルス幅が一定となるような順方向バイアス電流が前記第２のステップリカバリーダイオードへ供給されるように、前記外部入力信号の周波数に応じて前記電流源を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

【００２２】本発明のうちの負のパルスを発生する装置は、前記第１のバイアス電圧が正のバイアス電圧、前記第２のバイアス電圧が負のバイアス電圧であり、前記電流源が正の順方向バイアス電流を供給し、前記微分回路が前記第１のステップリカバリーダイオードによって形成された急激な立ち下がりを有する信号から負のインパルスを得るように構成される。

【００２３】上記の場合、前記外部入力信号を入力とし、該信号に負のＤＣオフセットを加えた信号を生成するＤＣオフセット手段と、前記ＤＣオフセット手段にて生成された信号の振幅を増幅する電圧増幅手段と、をさらに有し、前記電流供給手段が、前記電圧増幅手段にて増幅された信号電圧の正負に応じてスイッチング動作するように構成してもよい。

【００２４】また、前記外部入力信号の繰返し周期に同期して、所定のパルス幅で固定された負のパルス信号を発生するとともに該発生した負のパルス信号のパルスが出力されないときのレベルが正になるように所定量の正のオフセットを付加する固定幅パルス発生手段と、前記固定幅パルス発生手段にて生成された信号の振幅を増幅する電圧増幅手段と、をさらに有し、前記電流供給手段が、前記電圧増幅手段にて増幅された信号電圧の正負に応じてスイッチング動作するように構成してもよい。

【００２５】さらに、所望の周期のデジタル信号を生成する制御信号生成手段をさらに有し、固定幅パルス発生手段が、前記デジタル信号を一方の入力とし、前記外部入力信号を他方の入力とし、これら入力の論理積をとるアンド回路と、前記アンド回路の出力を２つに分岐するバッファと、前記バッファ手段の一方の出力を入力とし、該入力信号に所定の遅延を与える遅延手段と、リセット端子に前記遅延手段の出力が入力され、クロック端子に前記バッファ手段のもう一方の出力が入力され、データ端子に常時ハイレベルが入力され、前記外部入力信号の立ち上がりに同期した、前記遅延手段によって与えられる遅延時間に応じた半値幅を有する正のパルス信号を出力するフリップフロップ手段と、前記フリップフロップ手段の出力信号を入力とし、該入力信号を反転するとともに該反転した信号のパルスが出力されないときのレベルが正になるように所定量の正のＤＣオフセットを付加するオペアンプ手段と、から構成されるものとしてもよい。

【００２６】さらに、前記電流供給手段が、ベースが前記電圧増幅手段の出力に接続され、コレクタが負のバイアス電圧に接続され、エミッタが第１の抵抗を介して正のバイアス電圧に接続されたＰＮＰトランジスタより構成され、前記ＰＮＰトランジスタのエミッタが前記第１
のステップリカバリダイオードのアノードに接続されるとともにコンデンサの一端に接続され、該コンデンサの他端が前記第２のステップリカバリダイオードのアノードに接続されるとともに第２の抵抗を介して接地され、
前記コンデンサおよび第２の抵抗により前記微分回路が構成されるものとしてもよい。

【００２７】本発明のうちの正のパルスを発生する装置は、前記第１のバイアス電圧が負のバイアス電圧、前記第２のバイアス電圧が正のバイアス電圧であり、前記電流源が負の順方向バイアス電流を供給し、前記微分回路が前記第１のステップリカバリーダイオードによって形成された急激な立ち上がりを有する信号から正のインパルスを得るように構成される。

【００２８】上記の場合、前記外部入力信号を入力とし、該信号に正のＤＣオフセットを加えた信号を生成するＤＣオフセット手段と、前記ＤＣオフセット手段にて生成された信号の振幅を増幅する電圧増幅手段と、をさらに有し、前記電流供給手段が、前記電圧増幅手段にて増幅された信号電圧の正負に応じてスイッチング動作するように構成してもよい。

【００２９】また、前記外部入力信号の繰返し周期に同期して、所定のパルス幅で固定された正のパルス信号を発生するとともに該発生した正のパルス信号のパルスが出力されないときのレベルが負になるように所定量の負のオフセットを付加する固定幅パルス発生手段と、前記固定幅パルス発生手段にて生成された信号の振幅を増幅する電圧増幅手段と、をさらに有し、前記電流供給手段が、前記電圧増幅手段にて増幅された信号電圧の正負に応じてスイッチング動作するように構成してもよい。

【００３０】さらに、所望の周期のデジタル信号を生成する制御信号生成手段をさらに有し、固定幅パルス発生手段が、前記デジタル信号を一方の入力とし、前記外部入力信号を他方の入力とし、これら入力の論理積をとるアンド回路と、前記アンド回路の出力を２つに分岐するバッファと、前記バッファ手段の一方の出力を入力とし、該入力信号に所定の遅延を与える遅延手段と、リセット端子に前記遅延手段の出力が入力され、クロック端子に前記バッファ手段のもう一方の出力が入力され、データ端子に常時ハイレベルが入力され、前記外部入力信号の立ち上がりに同期した、前記遅延手段によって与えられる遅延時間に応じた半値幅を有する負のパルス信号を出力するフリップフロップ手段と、前記フリップフロップ手段の出力信号を入力とし、該入力信号を反転するとともに該反転した信号のパルスが出力されないときのレベルが負になるように所定量の負のＤＣオフセットを付加するオペアンプ手段と、から構成されるものとしてもよい。

【００３１】さらに、前記電流供給手段が、ベースが前記電圧増幅手段の出力に接続され、コレクタが正のバイアス電圧に接続され、エミッタが第１の抵抗を介して負のバイアス電圧に接続されたＮＰＮトランジスタより構成され、前記ＮＰＮトランジスタのエミッタが前記第１
のステップリカバリダイオードのカソードに接続されるとともにコンデンサの一端に接続され、該コンデンサの他端が前記第２のステップリカバリダイオードのカソードに接続されるとともに第２の抵抗を介して接地され、
前記コンデンサおよび第２の抵抗により前記微分回路が構成されるものとしてもよい。

【００３２】上述の本発明の電気短パルス発生装置は、
所望の周期のデジタル信号を生成する制御信号生成手段と、前記デジタル信号を一方の入力とし、前記外部入力信号を他方の入力とし、これら入力の論理積をとるアンド回路もしくはこれら入力の積をとるミキサー回路と、
をさらに有し、前記ＤＣオフセット手段が、前記アンド回路またはミキサー回路から出力される信号にＤＣオフセットを加えるように構成してもよい。 （作用）上記のとおりの本発明においては、第１のステップリカバリーダイオードによって形成された信号を微分回路に通すことによりインパルスを得るようになっており、その得られるインパルスのパルス幅は、第２のステップリカバリーダイオードのＯＮ状態からＯＦＦ状態への遷移時間に応じて決まる。 したがって、この第２のステップリカバリーダイオードの遷移時間を短いものに設定すれば、出力電気短パルスの半値幅の値は従来のものと比べてより小さなものとなる。 また、本発明では、
この第２のステップリカバリーダイオードは、外部入力信号の周波数に応じて、インパルスのパルス幅が一定となるような順方向バイアス電流が供給されるようになっているので、外部入力信号の繰返し周波数を大きく変化させても、出力パルスの半値幅の値は一定に保たれる。

【００３３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 （第１の実施形態）図１に本発明の第１の実施形態である負の電気短パルス発生回路の一構成例を示す。 この負の電気短パルス発生回路は、負のＤＣオフセット付加部１、電圧増幅部２、電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部３、電気短パルス生成部４、バイアス電流制御部７からなる。

【００３４】負のＤＣオフセット付加部１は、バイアスティー（Bias-T）回路またはオペアンプ等より構成され、入力端子５から入力された振幅の小さな外部入力信号に負のＤＣオフセットを加える。 このＤＣオフセットにより、後述のＰＮＰ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４の出力パルスの振幅をできる限り大きくすることが可能となる。 なお、予め外部入力信号として負のＤＣオフセットが加えられた信号を入力できるように構成されている場合には、この負のＤＣオフセット付加部１は不要となる。

【００３５】電圧増幅部２は、超高速広帯域増幅器より構成され、負のＤＣオフセット付加部１の出力（外部入力信号に負のＤＣオフセットが加えられた信号）を増幅する。 この電圧増幅部２の出力は、負のＤＣオフセット付加部１の出力信号の振幅を大きくしたものとなる。 ここで、電圧増幅部２に用いられる電圧増幅器としては、
所望の繰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（負のＤＣオフセットが加えられた信号）の負のピークの電圧絶対値が後述の電気短パルス生成部４から出力される電気短パルスの振幅と同程度か、それよりも大きくなるようにする。 正のピーク値については、数Ｖ（おおよそ３
〜５Ｖ）あればよい。

【００３６】電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部３は、ベースが電圧増幅部２の出力に接続され、コレクタが負のバイアス電圧Ｖ _ＰＰに接続され、エミッタが抵抗Ｒ１を介して正のバイアス電圧Ｖ _ＣＣに接続されたＰ
ＮＰトランジスタ３ａを備える。 このＰＮＰトランジスタ３ａには、耐電圧が電圧増幅部２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を用いる。 正のバイアス電圧Ｖ _ＣＣは、
電圧増幅部２の出力信号の正の最大値と同程度か、もしくはやや大きい電圧に設定する。 負のバイアス電圧Ｖ
_ＰＰは、電圧増幅部２の出力信号の負の最小値より小さくなるように設定する。

【００３７】電気短パルス生成部４は、ステップリカバリダイオードＳＲＤ１、コンデンサＣ１、ステップリカバリダイオードＳＲＤ２、該ステップリカバリダイオードＳＲＤ２に順方向電流バイアス電流Ｉ _Ｆ２を流すための電流源（例えば、バイアスティー回路）４ａを備える。 上記電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部３のＰＮＰトランジスタ３ａのエミッタは、ステップリカバリダイオードＳＲＤ１のアノードおよびコンデンサＣ１
の一端に接続されており、ステップリカバリダイオードＳＲＤ１のカソードは接地され、コンデンサＣ１の他端は出力端子６に接続されるとともにステップリカバリダイオードＳＲＤ２のアノードおよび電流源４ａに接続されている。 出力端子６は抵抗Ｒ２（〜５０Ω）を介して接地されており、この抵抗Ｒ２と上記のコンデンサＣ１
とで微分回路が構成されている。 抵抗Ｒ２の容量は、数ｐＦ未満である。 コンデンサＣ１は、高周波帯で使用可能で、誘電損が小さく、その容量は数ｐＦ未満である。

【００３８】バイアス電流制御部７は、外部入力信号の周波数に応じて、微分回路にて得られるインパルスが所望のパルス幅で一定に保たれるように、電流源４ａによる順方向バイアス電流Ｉ _Ｆ２の供給を制御する。

【００３９】上述の負の電気短パルス発生回路では、入力端子５から入力された外部入力信号は、負のＤＣオフセット付加部１によって負のＤＣオフセットが加えられ、電圧増幅部２にて振幅が増幅されて、電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部３のＰＮＰトランジスタ３
ａのベースに入力される。 ＰＮＰトランジスタ３ａは、
電圧増幅部２の出力信号電圧が正のときにＯＦＦ状態となり、負のときにはＯＮ状態となって電流バッファとして働く。

【００４０】電圧増幅部２から正の出力信号電圧がＰＮ
Ｐトランジスタ３ａのベースに供給されると、ＰＮＰトランジスタ３ａがＯＦＦ状態になる。 ＰＮＰトランジスタ３ａがＯＦＦ状態になると、抵抗Ｒ１を介してステップリカバリダイオードＳＲＤ１に順方向バイアス電流Ｉ
_Ｆ１が供給され、ステップリカバリダイオードＳＲＤ１
がＯＮ状態になる。 ここで、ステップリカバリダイオードＳＲＤ２は、電流源４ａによって常に順方向バイアス電流Ｉ _Ｆ２が供給されており、常時ＯＮ状態になっている。 ステップリカバリダイオードＳＲＤ１がＯＮ状態になると、出力端子６には、順方向バイアス電流Ｉ _Ｆ２がステップリカバリダイオードＳＲＤ２に流れることによって生じるＤＣ電圧が現れる。

【００４１】電圧増幅部２からの出力信号電圧が負になると、ＰＮＰトランジスタ３ａがＯＮ状態となり、電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部３からのバイアス電圧の供給は、正のバイアス電圧Ｖ _ＣＣの供給に代わって負のバイアス電圧−Ｖ _ＰＰの供給に切り替わる。 バイアス電圧が正から負に切り替わると、そのバイアス電圧の正負の切り替わりの瞬間から数十ｐｓ〜数ｎｓ程度だけ経過した後に、ステップリカバリダイオードＳＲＤ１
が急激にＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移する。 ステップリカバリダイオードＳＲＤ１がＯＦＦ状態に遷移すると、負のバイアス電圧−Ｖ _ＰＰの供給によって、ステップリカバリダイオードＳＲＤ２がＯＦＦ状態に遷移して出力端子６からの出力信号が急激に立ち下がった後、再び立ち上がる。 このときの立ち上がりは、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ１とで構成される微分回路の時定数によって決まる。

【００４２】以上のように、本実施形態では、ステップリカバリダイオードＳＲＤ１を用いることによって形成された急激な立ち下がりを持つ信号を微分回路に通すことにより論理的に負のインパルスを得ている。

【００４３】なお、上述の図１に示す回路において、ステップリカバリダイオードＳＲＤ２と電流源４ａがない場合、出力端子６における出力信号を観測すると、負のピークが出現した後に不要な正のオーバーシュートピークが観測される。 本実施形態では、マイクロ波帯用のコンデンサＣ１と出力端子６とを接続するラインに対して、ステップリカバリダイオードＳＲＤ２が接続され、
該ステップリカバリダイオードＳＲＤ２に順方向電流バイアス電流Ｉ _Ｆ２を流すための電流源（例えば、バイアスティー回路）４ａが設けられた構成となっているので、以下のような作用がある。

【００４４】不要な正のオーバーシュートは、ステップリカバリダイオードＳＲＤ２にとって順方向バイアスとなるため、正のオーバーシュートピークの出現が抑制される。

【００４５】ステップリカバリダイオードＳＲＤ２の順方向バイアス電流値Ｉ _Ｆ２を調整することで、負のバイアス電圧−Ｖ _ＰＰの供給時におけるステップリカバリダイオードＳＲＤ２のＯＮ状態からＯＦＦ状態への遷移時間を制御することができる。 具体的には、順方向バイアス電流値Ｉ _Ｆ２を大きくすれば、ステップリカバリダイオードＳＲＤ２の遷移時間は大きくなり、順方向バイアス電流値Ｉ _Ｆ２を小さくすれば、ステップリカバリダイオードＳＲＤ２の遷移時間は小さくなる。 図２に示すように、ステップリカバリダイオードＳＲＤ２の遷移時間が大きくなると、負の出力の電気短パルスの立ち下がり位置が矢印ａのように移動し（パルス幅が狭くなる）、遷移時間が小さくなると、立ち下がり位置が矢印ｂのように移動する（パルス幅が広くなる）。 このように、ステップリカバリダイオードＳＲＤ２の順方向バイアス電流値Ｉ _Ｆ２を調整することで、負の出力の電気短パルスの立ち下がり位置を動かすことができ、より細い電気短パルス出力が得られるとと同時に、電気短パルス出力の半値幅をも可変できる。

【００４６】本形態の回路では、外部入力信号周波数を大きく変化させても、バイアス電流制御部７によって、
ステップリカバリダイオードＳＲＤ２の順方向バイアス電流値Ｉ _Ｆ２の値が外部入力信号周波数に対応した値に設定される。 これによって、出力パルスの半値幅の値をほぼ一定に保つことができる。

【００４７】また、電流源４ａはバイアスティー回路で構成されるため、バイアス電流制御部７を、外部入力信号周波数に応じてバイアスティー回路に加えるＤＣ電圧の値を制御するように構成すれば、順方向バイアス電流値Ｉ _Ｆ２の値を外部入力信号周波数に対応した値に設定することができ、半値幅の値をほぼ一定に保つことができる。

【００４８】また、ステップリカバリダイオードＳＲＤ
２に遷移時間の極力短いものを用いることによって、出力電気短パルスのパルス幅は従来のものに比べてより小さなものにすることができる。

【００４９】なお、本形態の回路では、電気短パルス信号出力は、ステップリカバリダイオードＳＲＤ２の順方向バイアス電圧だけ正のＤＣオフセットがかかったものになるが、このＤＣオフセットは、出力端子６にＤＣカット用のコンデンサを付加することにより除去することができる。 （第２の実施形態）図３に本発明の第２の実施形態である正の電気短パルス発生回路の一構成例を示す。 この正の電気短パルス発生回路は、上述の第１の実施形態の負の電気短パルス発生回路の一部を変更したものであり、
その構成は、正のＤＣオフセット付加部１１、広帯域電圧増幅部１２、電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部１３、電気短パルス生成部１４からなる。 以下、第１
の実施形態の負の電気短パルス発生回路と異なる部分について詳細に説明する。

【００５０】正のＤＣオフセット付加部１１は、上述の図１に示した負のＤＣオフセット付加部１と同様、バイアスティー回路またはオペアンプ等から構成され、入力端子１５から入力された振幅の小さな外部入力信号に正のＤＣオフセットを加える。 この正のＤＣオフセット付加部１についても、予め外部入力信号として正のＤＣオフセットが加えられた信号を入力できるように構成されている場合には省くことができる。

【００５１】電圧増幅部１２は、上述の図１に示した電圧増幅部２と同様、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１１の出力を増幅する。

【００５２】電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部１３は、ベースが電圧増幅部１２の出力に接続され、コレクタが正のバイアス電圧Ｖ _ＣＣに接続され、エミッタが抵抗Ｒ１１を介して負のバイアス電圧−Ｖ _ＰＰに接続されたＮＰＮトランジスタ１３ａを備える。 このＮＰＮ
トランジスタ１３ａには、耐電圧が電圧増幅部１２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を用いる。 正のバイアス電圧Ｖ _ＣＣは、電圧増幅部１２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。 負のバイアス電圧−Ｖ _ＰＰは、広帯域電圧増幅部１２の出力信号の負のピークの最小値と同程度もしくはそれより小さな値に設定する。

【００５３】電気短パルス生成部１４は、ステップリカバリダイオードＳＲＤ１１、コンデンサＣ１１、ステップリカバリダイオードＳＲＤ１２、該ステップリカバリダイオードＳＲＤ１２に順方向電流バイアス電流Ｉ _Ｆ２
を流すための電流源（例えば、バイアスティー回路）１
４ａを備える。 上記電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部１３のＮＰＮトランジスタ１３ａのエミッタは、
ステップリカバリダイオードＳＲＤ１１のカソードおよびコンデンサＣ１１の一端に接続されており、ステップリカバリダイオードＳＲＤ１１のアノードは接地され、
コンデンサＣ１１の他端は出力端子１６に接続されるとともにステップリカバリダイオードＳＲＤ１２のカソードに接続されている。 ステップリカバリダイオードＳＲ
Ｄ１２のカソードは電流源１４ａに接続されている。 出力端子１６は抵抗Ｒ１２（〜５０Ω）を介して接地されており、この抵抗Ｒ１２と上記のコンデンサＣ１１とで微分回路が構成されている。 抵抗Ｒ１２の容量は、数ｐ
Ｆ未満である。 コンデンサＣ１１は、高周波帯で使用可能で、誘電損が小さく、その容量は数ｐＦ未満である。

【００５４】バイアス電流制御部１７は、外部入力信号の周波数に応じて、微分回路にて得られるインパルスが所望のパルス幅で一定に保たれるように、電流源１４ａ
による順方向バイアス電流Ｉ _Ｆ２の供給を制御する。

【００５５】上述の正の電気短パルス発生回路では、入力端子１５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１１によって正のＤＣオフセットが加えられ、電圧増幅部１２にて振幅が増幅されて、電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部１３のＮＰＮトランジスタ１３ａのベースに入力される。 ＮＰＮトランジスタ１３ａは、電圧増幅部１２の出力信号電圧が負のときにはＯＦＦ状態となり、正のときにはＯＮ状態となって電流バッファとして働く。

【００５６】電圧増幅部１２から負の出力信号電圧がＮ
ＰＮトランジスタ１３ａのベースに供給されると、ＮＰ
Ｎトランジスタ１３ａがＯＦＦ状態になる。 ＮＰＮトランジスタ１３ａがＯＦＦ状態になると、ＮＰＮトランジスタ１３ａのエミッタにつながっている電力型抵抗Ｒ１
１を介してステップリカバリダイオードＳＲＤ１１に順方向バイアス電流Ｉ _Ｆ１が供給される。 ここで、ステップリカバリダイオードＳＲＤ１２は、電流源１４ａによって常に順方向バイアス電流Ｉ _Ｆ２が供給されており、
常時ＯＮ状態になっている。 ステップリカバリダイオードＳＲＤ１１がＯＮ状態になると、出力端子１６には、
順方向バイアス電流Ｉ _Ｆ２がステップリカバリダイオードＳＲＤ１２に流れることによって生じるＤＣ電圧が現れる。

【００５７】電圧増幅部１２からの出力信号電圧が正になると、ＮＰＮトランジスタ１３ａがＯＮ状態となり、
電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部１３からのバイアス電圧の供給は、負のバイアス電圧−Ｖ _ＰＰの供給に代わって正のバイアス電圧Ｖ _ＣＣの供給に切り替わる。 バイアス電圧が負から正に切り替わると、そのバイアス電圧の正負の切り替わりの瞬間から数十ｐｓ〜数ｎ
ｓ程度だけ経過した後に、ステップリカバリダイオードＳＲＤ１１が急激にＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移する。 ステップリカバリダイオードＳＲＤ１１がＯＦＦ状態に遷移すると、正のバイアス電圧Ｖ _ＣＣの供給によって、ステップリカバリダイオードＳＲＤ１２がＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移して出力端子６からの出力信号が急激に立ち上がった後、再び立ち下がる。 このときの立ち下がりは、抵抗Ｒ１２とコンデンサＣ１１とで構成される微分回路の時定数によって決まる。

【００５８】以上のように、本実施形態では、ステップリカバリダイオードＳＲＤ１１を用いることによって形成された急激な立ち上がりを持つ信号を微分回路に通すことにより論理的に正のインパルス信号を得ている。

【００５９】なお、上述の図３に示す回路において、ステップリカバリダイオードＳＲＤ１２と電流源１４ａがない場合、出力端子１６における出力信号を観測すると、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ピークが出現する。 本実施形態では、マイクロ波帯用のコンデンサＣ１１と出力端子１６とを接続するラインにステップリカバリダイオードＳＲＤ１２が接続され、該ステップリカバリダイオードＳＲＤ１２に順方向電流バイアス電流Ｉ _Ｆ２を流すための電流源（例えば、
バイアスティー回路）４ａが設けられた構成となっているので、以下のような作用がある。

【００６０】不要な負のオーバーシュートは、ステップリカバリダイオードＳＲＤ１２にとって順方向バイアスとなるため、負のオーバーシュートピークの出現が抑制される。

【００６１】ステップリカバリダイオードＳＲＤ１２
の順方向バイアス電流値Ｉ _Ｆ２を調整することで、ステップリカバリダイオードＳＲＤ１２の遷移時間を制御することができ、これにより正の出力の電気短パルスの立ち上がり位置を動かすことができ、より細い電気短パルス出力をが得られるとと同時に、電気短パルス出力の半値幅をも可変できる。

【００６２】本形態の回路においても、前述の第１の実施形態の場合と同様、外部入力信号周波数を大きく変化させても、バイアス電流制御部１７によって、ステップリカバリダイオードＳＲＤ１２の順方向バイアス電流値Ｉ _Ｆ２の値が外部入力信号周波数に対応した値に設定される。 これによって、出力パルスの半値幅の値をほぼ一定に保つことができる。

【００６３】また、電流源１４ａはバイアスティー回路で構成されるため、バイアス電流制御部１７を、外部入力信号周波数に応じてバイアスティー回路に加えるＤＣ
電圧の値を制御するように構成すれば、順方向バイアス電流値Ｉ _Ｆ２の値を外部入力信号周波数に対応した値に設定することができ、半値幅の値をほぼ一定に保つことができる。

【００６４】さらに、ステップリカバリダイオードＳＲ
Ｄ２２に遷移時間の極力短いものを用いることによって、出力電気短パルスのパルス幅は従来のものに比べてより小さなものにすることができる。

【００６５】なお、本形態の回路では、電気短パルス信号出力は、ステップリカバリダイオードＳＲＤ１２の順方向バイアス電圧だけ負のＤＣオフセットがかかったものになるが、このＤＣオフセットは、出力端子１６にＤ
Ｃカット用のコンデンサを付加することにより除去することができる。 （第３の実施形態）前述の第１および第２の実施形態の回路において、電気短パルス出力を周期的にＯＮ／ＯＦ
Ｆするような構成とすることも可能である。 その具体的な構成を図４に示す。 図４中、電気短パルス発生回路３
０は、前述の図１または図３に示した構成と同様のものである。

【００６６】本形態の回路は、電気短パルス発生回路３
０のＤＣオフセット付加部３０ａの入力段にアンド回路３１が設けられている。 アンド回路３１は、一方の入力に外部入力信号が入力され、他方の入力に外部の制御信号生成装置から出力された、電気短パルス発生回路３０
の電気短パルス出力を周期的にＯＮ／ＯＦＦするための制御信号（所望の周期のデジタル信号）が入力され、これら入力の論理積をとる。

【００６７】上記のような構成では、外部の制御信号生成装置からデジタル出力をＯＮ／ＯＦＦさせる周期を持つデジタル信号が出力され、アンド回路３１にてそのデジタル信号と外部入力信号との論理積がとられる。 そして、電気短パルス発生回路３０では、ＤＣオフセット付加部３０ａがアンド回路３１の出力信号に対してＤＣオフセットを付加し、該ＤＣオフセットが付加された信号に基づいてＰＮＰトランジスタまたはＮＰＮトランジスタがスイッチング動作してインパルス信号が生成される。

【００６８】なお、上記のアンド回路３１の代わりにミキサー回路を用いることもできる。 この場合は、外部の制御信号生成装置から、例えばＴＴＬ信号のような、いずれかのレベルがゼロである矩形波信号が出力され、ミキサー回路にてその矩形波信号と外部入力信号との積がとられる。 （第４の実施形態）図５に本発明の第４の実施形態である正の電気短パルス発生回路の一構成例を示す。 この正の電気短パルス発生回路は、出力電気短パルスの繰返し周期を可変できる固定幅パルス駆動型の回路であって、
上述の第２の実施形態の正の電気短パルス発生回路の一部を変更したものである。 その構成は、固定幅パルス発生部２１、電圧増幅部２２、電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部２３、電気短パルス生成部２４、バイアス電流制御部２７からなる。

【００６９】固定幅パルス発生部２１は、パルスが出力されないときの信号レベルが若干負になるような（負のオフセットの付加）、外部入力信号に同期した固定幅のポジティブパルスを発生する。 その具体的な回路構成を図６に示す。

【００７０】図６において、アンド回路４０は、一方の入力に外部入力信号（ここでは、ＥＣＬ（emitter coup
led logic）レベルになっている）が入力され、他方の入力に外部の制御信号生成装置から出力された、電気短パルス出力を周期的にＯＮ／ＯＦＦするための制御信号（所望の周期のデジタル信号）が入力され、これら入力の論理積をとる。 このアンド回路４０の出力は、１対２
ファンアウトバッファ４１を介して２つに分岐され、その出力の一方は遅延回路４２を介してＤフリップフロップ（D-Flip-Flop）４３のリセット端子Ｒに入力され、
もう一方は直接、Ｄフリップフロップ４３のクロック端子ＣＫに入力されている。 遅延回路４２は、入力信号に〜１０ｎｓ程度の遅延時間ｔ _Ｄを与える。

【００７１】Ｄフリップフロップ４３では、データ端子Ｄに常時１（ハイレベル）が入力された状態で、クロック端子ＣＫが立ち上がると反転出力

【００７２】

【外１】

_Ｄ経過後にリセット端子Ｒがハイレベルになって反転出力

【００７３】

【外２】

の反転出力

【００７４】

【外３】

_Ｄのネガティブパルスが出力される。

【００７５】Ｄフリップフロップ４３の反転出力

【００７６】

【外４】

_Ｄ

のネガティブパルスが反転され、負のＤＣオフセットが加えられた固定幅ｔ

_Ｄのポジティブパルスが出力される。 このときのＤＣオフセットは、ポジティブパルスが出力されないときのレベルが若干負になるようになっている。

【００７７】電圧増幅部２２は広帯域電圧増幅器より構成され、固定幅パルス発生部２１からのＤＣオフセットが加えられたポジティブパルスの振幅を増幅して、振幅の大きな固定幅ポジティブパルスを生成する。 使用する電圧増幅器としては、所望する出力電気短パルスの最大振幅と同じかあるいはそれより大きな正の電圧を出力でき、かつ、固定幅ｔ _Ｄのパルスを出力することができるような帯域を持つものを用いる。 この電圧増幅部２２および上述の固定幅パルス発生部２１は、パルスが出力されないときのレベルが若干負になるような固定幅ｔ _Ｄを有する大振幅の電気パルスを発生できる構成であれば、
どのような構成にしてもよい。

【００７８】電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部２３はＮＰＮトランジスタ２３ａを備え、電気短パルス生成部２４は２個のステップリカバリダイオードＳＲＤ
３１，ＳＲＤ３２を備え、いずれも上述の第２の実施形態の正の電気短パルス発生回路のものと同様の構成になっている。 ただし、微分回路を構成するコンデンサＣ３
１には、マイクロ波帯で使用可能で、誘電損が小さく、
かつ、容量の小さな（数ｐＦ以下）のものを用いる。

【００７９】バイアス電流制御部２７は、外部入力信号の周波数に応じて、微分回路にて得られるインパルスが所望のパルス幅で一定に保たれるように、電流源２４ａ
による順方向バイアス電流Ｉ _Ｆ２の供給を制御する。

【００８０】上述のように構成される電気短パルス発生回路では、入力端子２５に外部入力信号が入力されると、固定幅パルス発生部２１および電圧増幅部２２によって、パルスが出力されないときの信号レベルが若干負になった固定幅ｔ _Ｄを有する大振幅の正のパルス信号が生成され、該パルス信号が電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部２３のＮＰＮトランジスタ２３ａのベースに入力される。 ＮＰＮトランジスタ２３ａは、電圧増幅部２２からのパルス信号が負のときにはＯＦＦ状態となり、正のときにはＯＮ状態となって電流バッファとして働く。

【００８１】電圧増幅部２２から負の出力信号電圧がＮ
ＰＮトランジスタ２３ａのベースに供給されると、ＮＰ
Ｎトランジスタ２３ａがＯＦＦ状態になる。 ＮＰＮトランジスタ２３ａがＯＦＦ状態になると、ＮＰＮトランジスタ２３ａのエミッタにつながっている電力型抵抗Ｒ３
１を介してステップリカバリダイオードＳＲＤ３１に順方向バイアス電流Ｉ _Ｆ１が供給される。 ここで、ステップリカバリダイオードＳＲＤ３２は、電流源２４ａによって常に順方向バイアス電流Ｉ _Ｆ２が供給されており、
入力信号がない場合、出力端子２６には、順方向バイアス電流Ｉ _Ｆ２がステップリカバリダイオードＳＲＤ３２
に流れることによって生じるＤＣ電圧が現れる。

【００８２】電圧増幅部２２からの出力信号電圧が正になると、ＮＰＮトランジスタ２３ａがＯＮ状態となり、
電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部２３からのバイアス電圧の供給は、負のバイアス電圧−Ｖ _ＰＰの供給に代わって正のバイアス電圧Ｖ _ＣＣの供給に切り替わる。 バイアス電圧が負から正に切り替わると、そのバイアス電圧の正負の切り替わりの瞬間から数十ｐｓ〜数ｎ
ｓ程度だけ経過した後に、ステップリカバリダイオードＳＲＤ３１が急激にＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移する。 ステップリカバリダイオードＳＲＤ３１がＯＦＦ状態に遷移すると、正のバイアス電圧Ｖ _ＣＣの供給によって、ステップリカバリダイオードＳＲＤ３２がＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移して出力端子２６からの出力信号が急激に立ち上がった後、再び立ち下がる。 このときの立ち下がりは、抵抗Ｒ３２とコンデンサＣ３１とで構成される微分回路の時定数によって決まる。

【００８３】上述のようにして得られた正のインパルス信号は、ステップリカバリダイオードＳＲＤ３２による以下のような作用で、不要な負のオーバーシュートが抑制されるとともに所望のパルス幅に保たれる。

【００８４】不要な負のオーバーシュートは、ステップリカバリダイオードＳＲＤ３２にとって順方向バイアスとなるため、負のオーバーシュートピークの出現が抑制される。

【００８５】ステップリカバリダイオードＳＲＤ３２
の順方向バイアス電流値Ｉ _Ｆ２を適宜調整することで、
ステップリカバリダイオードＳＲＤ３２の遷移時間を制御することができ、これにより正の出力の電気短パルスの立ち下がり位置を動かすことができ、より細い電気短パルス出力をが得られるとと同時に、電気短パルス出力の半値幅をも可変できる。

【００８６】本形態の回路においても、前述の各実施形態の場合と同様、バイアス電流制御部２７によって、ステップリカバリダイオードＳＲＤ３２の順方向バイアス電流値Ｉ _Ｆ２の値が外部入力信号周波数に応じて制御されるようになっている。 そのため、外部入力信号周波数を大きく変化させても、出力電気短パルスの半値幅の値をほぼ一定に保つことができる。 このようなバイアス電流制御部２７による電流制御により、例えばステップリカバリダイオードＳＲＤ３２と電流源２４ａがない場合における、出力電気短パルスのＧＮＤレベルとパルスが出力されないときのレベルとの差が繰返し周波数に応じて変化すること（その変化の割合は繰返し周波数が大きくなるにつれて大きくなる）を防止することができる。
このバイアス電流制御部２７による制御の効果は、例えば数十ＭＨｚ以上の繰返し周波数の電気短パルスを発生させる場合に特に有効である。 本形態では、電流源２４
ａはバイアスティー回路で構成されるため、バイアス電流制御部２７は、外部入力信号周波数に応じてバイアスティー回路に加えるＤＣ電圧の値を制御するように構成することにより簡単に実現することができる。

【００８７】本形態の回路においては、電圧増幅部２２
からの出力信号であるステップリカバリダイオードＳＲ
Ｄ３１をたたく信号が固定幅ｔ _Ｄを有するパルスであり、ステップリカバリダイオードＳＲＤ３１を流れる順方向バイアス電流Ｉ _Ｆ１も基本的にはあまり変化しないことから、固定幅パルス波形がほとんど変化しない繰返し周波数範囲においては、出力電気短パルスの波形はほとんど変化しない。 例えば、固定幅ｔ _Ｄを有する出力電気短パルスを発生するように構成した場合は、その出力電気短パルス波形が変化しない繰返し周波数の上限値は、原理上どんなに大きくても１／ｔ _Ｄ未満である。 実際には、ステップリカバリダイオードＳＲＤ３１をたたくための固定幅パルス波形になまりが生じるという要因により、繰返し周波数の上限値は、１／ｔ _Ｄの数分の１
の値となる。 一方、繰返し周波数の下限値は実質上存在しない。

【００８８】以上のような本形態の回路構成において、
ステップリカバリダイオードＳＲＤ３２に遷移時間の極力短いものを用いれば、出力電気短パルスのパルス幅は従来のものに比べてより小さなものにすることができる。

【００８９】また、本形態の回路では、電気短パルス信号出力は、ステップリカバリダイオードＳＲＤ３２の順方向バイアス電圧だけ負のＤＣオフセットがかかったものになるが、このＤＣオフセットは、出力端子２６にＤ
Ｃカット用のコンデンサを付加することにより除去することができる。 （第５の実施形態）図７に本発明の第５の実施形態である負の電気短パルス発生回路の一構成例を示す。 この負の電気短パルス発生回路は、出力電気短パルスの繰返し周期を可変できる固定幅パルス駆動型の回路であって、
上述の第１の実施形態の負の電気短パルス発生回路の一部を変更したものである。 その構成は、固定幅パルス発生部５１、電圧増幅部５２、電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部５３、電気短パルス生成部５４、バイアス電流制御部５７からなる。

【００９０】固定幅パルス発生部５１は、パルスが出力されないときの信号レベルが若干正になるような（正のオフセットの付加）、外部入力信号に同期した固定幅のネガティブパルスを発生する。 その具体的な回路構成を図８に示す。

【００９１】図８において、アンド回路６０は、一方の入力に外部入力信号（ここでは、ＥＣＬ（emitter coup
led logic）レベルになっている）が入力され、他方の入力に外部の制御信号生成装置から出力された、電気短パルス出力を周期的にＯＮ／ＯＦＦするための制御信号（所望の周期のデジタル信号）が入力され、これら入力の論理積をとる。 このアンド回路６０の出力は、１対２
ファンアウトバッファ６１を介して２つに分岐され、その出力の一方は遅延回路６２を介してＤフリップフロップ（D-Flip-Flop）６３のリセット端子Ｒに入力され、
もう一方は直接、Ｄフリップフロップ６３のクロック端子ＣＫに入力されている。 遅延回路６２は、入力信号に〜１０ｎｓ程度の遅延時間ｔ _Ｄを与える。

【００９２】Ｄフリップフロップ６３では、データ端子Ｄに常時１（ハイレベル）が入力された状態で、クロック端子ＣＫが立ち上がると出力Ｑが１になる。 そして、
遅延時間ｔ _Ｄ経過後にリセット端子Ｒがハイレベルになって出力Ｑは０になる。 このようにして、Ｄフリップフロップ６３の出力Ｑから外部入力信号の立ち上がりに同期した半値幅ｔ _Ｄのポジティブパルスが出力される。

【００９３】Ｄフリップフロップ６３の出力Ｑから出力されたポジティブパルスはオペアンプ６４に入力されており、このオペアンプ６４によって固定幅ｔ _Ｄのポジティブパルスが反転され、正のＤＣオフセットが加えられた固定幅ｔ _Ｄのネガティブパルスが出力される。 このときのＤＣオフセットは、パルスが出力されないときのレベルが若干正になるようになっている。

【００９４】電圧増幅部５２は広帯域電圧増幅器より構成され、固定幅パルス発生部５１からのＤＣオフセットが加えられたネガティブパルスの振幅を増幅して、振幅の大きな固定幅ネガティブパルスを生成する。 この電圧増幅部５２は、上述の図５に示したものと同様の構成になっている。 なお、この電圧増幅部５２および上述の固定幅パルス発生部５１は、パルスが出力されないときのレベルが若干正になるような固定幅ｔ _Ｄを有する大振幅の電気短パルスを発生できるのであれば、どのような構成のものであってもよい。

【００９５】電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部５３はＰＮＰトランジスタ５３ａを備え、電気短パルス生成部５４は２個のステップリカバリダイオードＳＲＤ
４１，ＳＲＤ４２を備え、いずれも上述した第１の実施形態の負の電気短パルス発生回路のものと同様の構成になっている。 ただし、微分回路を構成するコンデンサＣ
４１には、高周波波帯で使用可能で、誘電損が小さく、
かつ、容量の小さな（数ｐＦ以下）のものを用いる。

【００９６】バイアス電流制御部５７は、外部入力信号の周波数に応じて、微分回路にて得られるインパルスが所望のパルス幅で一定に保たれるように、電流源５４ａ
による順方向バイアス電流Ｉ _Ｆ２の供給を制御する。

【００９７】上述のように構成される電気短パルス発生回路では、入力端子５５に外部入力信号が入力されると、固定幅パルス発生部５１および電圧増幅部５２によって、パルスが出力されないときの信号レベルが若干正になった固定幅ｔ _Ｄを有する大振幅の負のパルス信号が生成され、該パルス信号が電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部５３のＰＮＰトランジスタ５３ａのベースに入力される。 ＰＮＰトランジスタ５３ａは、電圧増幅部５２からのパルス信号が正のときにはＯＦＦ状態となり、負のときにはＯＮ状態となって電流バッファとして働く。

【００９８】電圧増幅部５２から正の出力信号電圧がＰ
ＮＰトランジスタ５３ａのベースに供給されると、ＰＮ
Ｐトランジスタ５３ａがＯＦＦ状態になる。 ＰＮＰトランジスタ５３ａがＯＦＦ状態になると、ＰＮＰトランジスタ５３ａのエミッタにつながっている電力型抵抗Ｒ４
１を介してステップリカバリダイオードＳＲＤ４１に順方向バイアス電流Ｉ _Ｆ１が供給される。 ここで、ステップリカバリダイオードＳＲＤ４２は、電流源５４ａによって常に順方向バイアス電流Ｉ _Ｆ２が供給されており、
入力信号がない場合、出力端子５６には、順方向バイアス電流Ｉ _Ｆ２がステップリカバリダイオードＳＲＤ４２
に流れることによって生じるＤＣ電圧が現れる。

【００９９】電圧増幅部５２からの出力信号電圧が負になると、ＰＮＰトランジスタ５３ａがＯＮ状態となり、
電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部５３からのバイアス電圧の供給は、正のバイアス電圧Ｖ _ＣＣの供給に代わって負のバイアス電圧−Ｖ _ＰＰの供給に切り替わる。 バイアス電圧が正から負に切り替わると、そのバイアス電圧の正負の切り替わりの瞬間から数十ｐｓ〜数ｎ
ｓ程度だけ経過した後に、ステップリカバリダイオードＳＲＤ４１が急激にＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移する。 ステップリカバリダイオードＳＲＤ４１がＯＦＦ状態に遷移すると、負のバイアス電圧−Ｖ _ＰＰの供給によって、ステップリカバリダイオードＳＲＤ４２がＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移して出力端子５６からの出力信号が急激に立ち下がった後、再び立ち上がる。 このときの立ち上がりは、抵抗Ｒ４２とコンデンサＣ４１とで構成される微分回路の時定数によって決まる。

【０１００】上述のようにして得られた負のインパルス信号は、ステップリカバリダイオードＳＲＤ４２による以下のような作用で、不要な正のオーバーシュートが抑制されるとともに所望のパルス幅に保たれる。

【０１０１】不要な正のオーバーシュートは、ステップリカバリダイオードＳＲＤ４２にとって順方向バイアスとなるため、正のオーバーシュートピークの出現が抑制される。

【０１０２】ステップリカバリダイオードＳＲＤ４２
の順方向バイアス電流値Ｉ _Ｆ２を適宜調整することで、
ステップリカバリダイオードＳＲＤ４２の遷移時間を制御することができ、これにより出力電気短パルスの立ち下がり位置を動かすことができ、より細い電気短パルス出力をが得られるとと同時に、電気短パルス出力の半値幅をも可変できる。

【０１０３】本形態の回路においても、前述の各実施形態の場合と同様、バイアス電流制御部５７によって、ステップリカバリダイオードＳＲＤ４２の順方向バイアス電流値Ｉ _Ｆ２の値が外部入力信号周波数に応じて制御されるようになっている。 そのため、外部入力信号周波数を大きく変化させても、出力電気短パルスの半値幅の値をほぼ一定に保つことができる。 このようなバイアス電流制御部５７による電流制御により、例えばステップリカバリダイオードＳＲＤ４２と電流源５４ａがない場合における、出力電気短パルスのＧＮＤレベルとパルスが出力されないときのレベルとの差が繰返し周波数に応じて変化すること（その変化の割合は繰返し周波数が大きくなるにつれて大きくなる）を防止することができる。
このバイアス電流制御部５７による制御の効果は、例えば数十ＭＨｚ以上の繰返し周波数の電気短パルスを発生させる場合に特に有効である。 本形態では、電流源５４
ａはバイアスティー回路で構成されるため、バイアス電流制御部５７は、外部入力信号周波数に応じてバイアスティー回路に加えるＤＣ電圧の値を制御するように構成することにより簡単に実現することができる。

【０１０４】以上のような本形態の回路構成において、
ステップリカバリダイオードＳＲＤ４２に遷移時間の極力短いものを用いれば、出力電気短パルスのパルス幅は従来のものに比べてより小さなものにすることができる。

【０１０５】また、本形態の回路では、電気短パルス信号出力は、ステップリカバリダイオードＳＲＤ４２の順方向バイアス電圧だけ正のＤＣオフセットがかかったものになるが、このＤＣオフセットは、出力端子５６にＤ
Ｃカット用のコンデンサを付加することにより除去することができる。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明したように構成される本発明によれば、第２のステップリカバリーダイオード（出力側に設けられているステップリカバリーダイオード）の遷移時間を調節することにより、出力電気短パルスの半値幅の値を所望の値に設定することができるので、従来では得られなかった半値幅の小さな電気短パルスを発生することができるという効果がある。

【０１０７】加えて、外部入力信号の繰返し周波数を大きく変化させても、出力パルスの半値幅の値はほぼ一定に保たれるので、より細い電気短パルスをより安定的に発生することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態である負の電気短パルス発生回路の一構成例を示すブロック図である。

【図２】ステップリカバリダイオードＳＲＤ２の遷移時間と出力パルスの立ち下がり位置との関係を説明するための図である。

【図３】本発明の第２の実施形態である正の電気短パルス発生回路の一構成例を示すブロック図である。

【図４】本発明の第３の実施形態の電気短パルス発生回路の一構成例を示すブロック図である。

【図５】本発明の第４の実施形態である正の電気短パルス発生回路の一構成例を示すブロック図である。

【図６】図６に示した固定幅パルス発生部の一構成例を示すブロック図である。

【図７】本発明の第５の実施形態である負の電気短パルス発生回路の一構成例を示すブロック図である。

【図８】図７に示した固定幅パルス発生部の一構成例を示すブロック図である。

【図９】従来の電気短パルス発生装置の主要構成を示すブロック図である。

【図１０】従来の正の電気短パルスを発生する装置の一構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 負のＤＣオフセット付加部 ２ 電圧増幅部 ３ 電流バッファ・ＳＲＤバイアス電流供給部 ３ａ ＰＮＰトランジスタ ４ 電気短パルス生成部 ４ａ 電流源 ５ 入力端子 ６ 出力端子 ７ バイアス電流制御部