(57)【要約】【課題】入力信号の立ち上がり時間や立ち下がり時間がキャリア寿命時間より長い場合であっても、高さの高いパルス信号を発生する。【解決手段】入力信号の変化に応じてパルス信号を発生するパルス発生回路であって、入力信号の波形を時間方向に圧縮する波形圧縮部と、波形圧縮部によって波形が圧縮された入力信号に応じて逆方向電圧が印加され、所定時間後に逆方向電流を遮断することにより、ステップ電圧を発生するステップリカバリダイオードと、ステップ電圧に応じてパルス信号を発生するパルス発生部とを備えるパルス発生回路を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号の変化に応じてパルス信号を発生するパルス発生回路であって、
前記入力信号の波形を時間方向に圧縮する波形圧縮部と、
前記波形圧縮部によって波形が圧縮された前記入力信号に応じて逆方向電圧が印加され、所定時間後に逆方向電流を遮断することにより、ステップ電圧を発生するステップリカバリダイオードと、
前記ステップ電圧に応じて前記パルス信号を発生するパルス発生部と
を備えるパルス発生回路。
【請求項２】
前記波形圧縮部は、
前記入力信号に応じて、前記ステップリカバリダイオードに前記逆方向電圧が印加される場合に、前記逆方向電圧の大きさがより大きい程、前記入力信号の伝送速度をより速くすることにより、前記入力信号の波形を時間方向に圧縮する可変容量ダイオード
を有する請求項１に記載のパルス発生回路。
【請求項３】
前記波形圧縮部は、前記入力信号の立ち上がり時間または立ち下がり時間を、前記ステップリカバリダイオードのキャリア寿命時間以下とするべく、前記入力信号の波形を時間方向に圧縮する請求項２に記載のパルス発生回路。
【請求項４】
前記パルス出力部は、
前記ステップ電圧を反射した反射信号を出力するコンデンサと、
前記反射信号と前記ステップ電圧とを重畳させることにより前記パルス信号を発生する伝送線路と
を有する請求項３に記載のパルス発生回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルス発生回路に関する。特に本発明は、入力信号の変化に応じてパルス信号を発生するパルス発生回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力信号の変化に応じてパルス信号を発生するパルス発生回路として、ステップリカバリダイオードを用いた回路が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このようなパルス発生回路は、入力信号に応じて逆方向電圧が印加される場合にステップリカバリダイオードが発生するステップ電圧を用いて、パルス信号を発生する。
【特許文献１】特開２００４−１７９９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ステップリカバリダイオードを用いたパルス発生回路において、発生されるパルス信号の高さは、ステップリカバリダイオードが逆方向電流を遮断する際の電流変化がより大きい程、より高くなる。従って、入力信号の立ち上がり時間または立ち下がり時間が、ステップリカバリダイオードが逆方向電流を遮断するまでの時間、即ちキャリア寿命時間より長い場合には、逆方向電流が遮断される際の電流変化が小さくなることにより、発生されるパルス信号の高さが低くなるという問題があった。
【０００４】
そこで本発明は、上記の課題を解決することができるパルス発生回路を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の形態によれば、入力信号の変化に応じてパルス信号を発生するパルス発生回路であって、前記入力信号の波形を時間方向に圧縮する波形圧縮部と、前記波形圧縮部によって波形が圧縮された前記入力信号に応じて逆方向電圧が印加され、所定時間後に逆方向電流を遮断することにより、ステップ電圧を発生するステップリカバリダイオードと、前記ステップ電圧に応じて前記パルス信号を発生するパルス発生部とを備えるパルス発生回路を提供する。
【０００６】
前記波形圧縮部は、前記入力信号に応じて、前記ステップリカバリダイオードに前記逆方向電圧が印加される場合に、前記逆方向電圧の大きさがより大きい程、前記入力信号の伝送速度をより速くすることにより、前記入力信号の波形を時間方向に圧縮する可変容量ダイオードを有してもよい。
【０００７】
前記波形圧縮部は、前記入力信号の立ち上がり時間または立ち下がり時間を、前記ステップリカバリダイオードのキャリア寿命時間以下とするべく、前記入力信号の波形を時間方向に圧縮してもよい。
【０００８】
前記パルス出力部は、前記ステップ電圧を反射した反射信号を出力するコンデンサと、前記反射信号と前記ステップ電圧とを重畳させることにより前記パルス信号を発生する伝送線路とを有してもよい。
【０００９】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、入力信号の立ち上がり時間や立ち下がり時間がキャリア寿命時間より長い場合であっても、高さの高いパルス信号を発生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１２】
図１は、本実施形態に係るパルス発生回路１０の構成の一例を示す。本実施形態に係るパルス発生回路１０は、信号源２０が発生した入力信号の変化に応じてパルス信号を発生する。そして、パルス発生回路１０は、入力信号を時間方向に圧縮することにより、入力信号が変化する時間、具体的には入力信号の立ち上がり時間や立ち下がり時間が長い場合であっても、高さの高いパルス信号を発生することを目的とする。
【００１３】
本実施形態に係るパルス発生回路１０は、波形圧縮部１００、ステップリカバリダイオード１１０、及びパルス発生部１２０を備える。波形圧縮部１００は、抵抗１０２、可変容量ダイオード１０４、及び第１伝送線路１０６を有し、信号源２０が発生した入力信号の波形を時間方向に圧縮する。可変容量ダイオード１０４は、入力信号に応じて、ステップリカバリダイオード１１０に逆方向電圧が印加される場合に、逆方向電圧の大きさがより大きい程、入力信号の伝送速度をより速くすることにより、入力信号の波形を時間方向に圧縮する。そして、可変容量ダイオード１０４は、波形を圧縮した入力信号を、第１伝送線路１０６を介してパルス発生部１２０に出力する。なお、ここで、抵抗１０２及び可変容量ダイオード１０４による合成インピーダンスと、第１伝送線路１０６のインピーダンスとが、例えば５０Ω等で整合するべく、第１伝送線路１０６を設けることにより、入力信号の伝送効率を向上させることができる。また、波形圧縮部１００は、ステップリカバリダイオード１１０に印加される逆方向電圧の大きさがより大きい程、入力信号の伝送速度をより速くする代わりに、逆方向電圧の大きさがより小さい程、入力信号の伝送速度をより遅くすることにより、入力信号の波形を時間方向に圧縮してもよい。
【００１４】
ステップリカバリダイオード１１０は、波形圧縮部１００によって波形が圧縮された入力信号を、パルス発生部１２０を介して受け取る。そして、ステップリカバリダイオード１１０は、受け取った入力信号に応じて逆方向電圧が印加され、所定時間後に逆方向電流を遮断することにより、ステップ電圧を発生する。そして、ステップリカバリダイオード１１０は、発生したステップ電圧を、パルス発生部１２０に出力する。
【００１５】
パルス発生部１２０は、コンデンサ１２２、及び第２伝送線路１２４を有し、ステップリカバリダイオード１１０が発生したステップ電圧に応じてパルス信号を発生する。コンデンサ１２２は、ステップリカバリダイオード１１０が発生したステップ電圧を、第２伝送線路１２４を介して受け取る。そして、コンデンサ１２２は、ステップ電圧を反射した反射信号を出力し、第２伝送線路１２４に伝送させる。第２伝送線路１２４は、コンデンサ１２２が出力した反射信号を伝送して、当該反射信号と、ステップリカバリダイオード１１０が発生したステップ電圧とを重畳させることにより、パルス信号を発生する。
【００１６】
具体的には、第２伝送線路１２４の遅延時間がＴｄであるとすると、第２伝送線路１２４は、ステップリカバリダイオード１１０が発生したステップ電圧をコンデンサ１２２に印加するべく、当該ステップ電圧を示す信号を伝送する場合に、当該ステップ電圧を示す信号をＴｄだけ遅延させる。また、第２伝送線路１２４は、コンデンサ１２２がステップ電圧を反射させて出力した反射信号を伝送する場合に、当該反射信号をＴｄだけ遅延させる。従って、第２伝送線路１２４は、ステップ電圧と、当該ステップ電圧に対してＴｄの２倍の時間だけ遅延した当該ステップ電圧の反射信号とを重畳させる。以上のようにして、第２伝送線路１２４は、ステップ電圧に応じたパルス信号を発生して出力することができる。
【００１７】
図２は、本実施形態に係るステップリカバリダイオード１１０に流れる電流の一例を示す。図２（ａ）は、波形圧縮部１００が入力信号の波形を圧縮しない場合に、ステップリカバリダイオード１１０に流れる電流の一例である電流２００を示す。この場合、ステップリカバリダイオード１１０は、波形が圧縮されていない入力信号２１０を受け取る。そして、時刻Ｔ１以降、ステップリカバリダイオード１１０には、入力信号２１０に応じた逆方向電圧が印加される。しかし、ここで、ステップリカバリダイオード１１０の内部に存在するキャリアは、逆方向電圧が印加されると同時に消滅するのではなく、キャリア寿命時間２２０の間だけ存在し続けるので、ステップリカバリダイオード１１０は、キャリア寿命時間２２０の間、逆方向電流を流す。そして、ステップリカバリダイオード１１０は、逆方向電圧が印加され始めてからキャリア寿命時間２２０が経過した時刻Ｔ２において、逆方向電流を遮断する。以上のようにして、ステップリカバリダイオード１１０は、逆方向電流を遮断する際に、変化量２３０で変化する電流２００を流す。
【００１８】
図２（ｂ）は、波形圧縮部１００が入力信号の波形を圧縮する場合に、ステップリカバリダイオード１１０に流れる電流の一例である電流２５０を示す。波形圧縮部１００は、図２（ａ）に示した入力信号２１０を時間方向に圧縮することにより、入力信号２６０を発生する。そして、時刻Ｔ３以降、ステップリカバリダイオード１１０には、入力信号２６０に応じた逆方向電圧が印され、ステップリカバリダイオード１１０は、キャリア寿命時間２２０の間、逆方向電流を流す。そして、ステップリカバリダイオード１１０は、逆方向電圧が印加され始めてからキャリア寿命時間２２０が経過した時刻Ｔ４において、逆方向電流を遮断する。以上のようにして、ステップリカバリダイオード１１０は、図２（ａ）に示した変化量２３０より大きな変化量２７０で変化する電流２５０を流す。
【００１９】
なお、以上の説明において、ステップリカバリダイオード１１０は、入力信号の立ち下がりを用いてステップ電圧を発生したが、これに代えて、入力信号の立ち上がりを用いてステップ電圧を発生してもよい。
【００２０】
以上に説明したように、パルス発生回路１０が発生するパルス信号の高さは、逆方向電圧が印加され始めてからキャリア寿命時間が経過した時点の、ステップリカバリダイオード１１０における電流変化がより大きい程、より高くなる。従って、ステップリカバリダイオード１１０に印加される入力信号の立ち上がり時間または立ち下がり時間がキャリア寿命時間を超える場合には、入力信号が逆方向電圧として印加され始めてからキャリア寿命時間が経過するまでに、入力信号の立ち上がりまたは立ち下がりが完了していないので、電流変化が小さくなり、引いてはパルス信号の高さが低くなる。
【００２１】
しかし、本実施形態に係るパルス発生回路１０によれば、入力信号の波形を圧縮することにより、ステップリカバリダイオード１１０に印加される逆方向電圧の立ち上がり時間または立ち下がり時間を、信号源２０が入力信号を発生した時点の立ち上がり時間または立ち下がり時間に比べて、より短くすることができる。従って、信号源２０により発生された時点における入力信号の立ち上がり時間や立ち下がり時間が、キャリア寿命時間より長い場合であっても、より大きな電流変化を発生することができるので、高さがより高いパルス信号を出力することができる。
【００２２】
また、本実施形態に係るパルス発生回路１０によれば、可変容量ダイオード１０４を用いて、ステップリカバリダイオード１１０に印加される逆方向電圧の大きさがより大きい程、入力信号の伝送速度をより速くすることによって、入力信号の立ち上がり時間または立ち下がり時間を、より短くすることができる。
【００２３】
なお、パルス発生回路１０の構成は、図１に示した構成に限定されず、図１の構成に多様な変更を加えた構成であってもよい。例えば、波形圧縮部１００は、可変容量ダイオード１０４に代えて、ステップリカバリダイオード１１０、コンデンサ１２２，及び第２伝送線路１２４と同様の構成の回路を有していてもよい。この場合も、波形圧縮部１００は、入力信号の立ち上がり時間または立ち下がり時間をより短くして、パルス発生部１２０に、より高さの高いパルス信号を発生させることができる。
【００２４】
図３は、本実施形態に係る波形圧縮部１００が入力信号の波形を圧縮しない場合の、入力信号の立ち上がり時間または立ち下がり時間と発生されるパルス信号の高さとの関係を示す。図２において説明したように、パルス発生部１２０が発生するパルス信号の高さは、入力信号の立ち上がり時間または立ち下がり時間が、ステップリカバリダイオード１１０のキャリア寿命時間より長くなるに従って、急激に低下する。従って、波形圧縮部１００は、入力信号の立ち上がり時間または立ち下がり時間を、ステップリカバリダイオード１１０のキャリア寿命時間以下とするべく、入力信号の波形を時間方向に圧縮することが好ましい。これにより、高さがより高いパルス信号を発生することができる。
【００２５】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るパルス発生回路１０の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るステップリカバリダイオード１１０に流れる電流の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る波形圧縮部１００が入力信号の波形を圧縮しない場合の、入力信号の立ち上がり時間または立ち下がり時間と発生されるパルス信号の高さとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  パルス発生回路
２０  信号源
１００  波形圧縮部
１０２  抵抗
１０４  可変容量ダイオード
１０６  第１伝送線路
１１０  ステップリカバリダイオード
１２０  パルス発生部
１２２  コンデンサ
１２４  第２伝送線路
【図１】
2007043429.tif 000003
【図２】
2007043429.tif 000004
【図３】
2007043429.tif 000005