パルスジェネレータ(パルス発生器)

Quantum Composers 社の高精度パルスジェネレータ(Precision Pulse Generators)は、 高度なタイミング制御を実現する信頼性の高い製品群です。

GUI 操作による直感的な設定と、SCPI による外部制御の両立により、複雑なパルス制御を容易に構築できます。

パルス幅 ・ 遅延時間(Delay) ・ 繰返し周波数 ・ 出力レベルを設定でき、カメラや照明、電流 ・ 電圧パルス源、RF機器など、外部機器との同期 ・ タイミング制御にも柔軟に対応します。

USB モデル、ベンチトップ型、ラックマウント型の各シリーズ から、用途や性能要件に応じて最適なモデルをお選びいただけます。

パルスジェネレータ

Quantum Composers社 高精度パルスジェネレータの使用方法をよりよくご理解いただき、
より便利にご使用いただくための解説ページを新設しました。(内容は随時更新予定です)

パルスジェネレータ(パルス発生器)とは|用途と基本の仕組み

パルスジェネレータ(パルス発生器)は、設定した周期 ・ 遅延 ・ 幅の電気パルスを複数のチャネルから出力し、装置間の動作タイミングを高精度に制御 ・ 同期する機器です。
カメラや照明、レーザー、電流 ・ 電圧パルス源、RF機器など、外部トリガで制御するさまざまな機器の同期に使用されます。

Quantum Composersのパルスジェネレータでは、基本的なパルスタイミングを主に次の3つのパラメーターで設定します。

  • 【Period:パルスの発生周期】
    内部の基準タイマー「T₀」の周期を時間で設定します。周期の逆数がパルスの繰り返し周波数になります。
  • 【Delay:パルスの遅延時間】
    T₀などの基準信号から、各チャネルのパルスが開始するまでの時間を設定します。
  • 【Width:パルス幅】
    出力パルスがONになっている時間(持続時間)を設定します。

各チャネルのDelayとWidthを個別に設定することで、複数の機器を同期させたり、一定の時間差を設けて順番に動作させたりすることができます。

専用GUIによる直感的な設定に加え、SCPI形式のコマンドを利用した外部制御にも対応しており、Pythonなどを使った実験装置 ・ 計測システムの自動化にも利用できます。


パルスジェネレータの原理

Quantum Composers社のパルスジェネレータは、時間基準となるシステムタイマーと、各チャネルのパルスを制御するチャネルタイマーを組み合わせて動作します。
システムタイマーが基準信号 T₀ を生成し、各チャネルはT₀を基本的な時間基準として、設定された Delay と Width に従ってパルスを出力します。
機種によっては、他のチャネルをSync Sourceとして選択することもできます。

タイマー モード 動作
システムタイマー
(T₀の生成)
Continuous / Single Shot / Burst / Duty Cycle T₀を連続生成 / 1回生成 / N回生成 / N回生成 ・ M回休止を繰り返す
チャネルタイマー
(各チャネルの出力)
Normal / Single Shot / Burst / Duty Cycle 各T₀で出力 / 最初のT₀のみ出力 / 最初のN回出力 / N回出力 ・ M回抑制を繰り返す

設定したPeriodで連続してパルスを出力するには、原則として
Delay + Width + Hardware Reset Time < Period
を満たす必要があります。Quantum Composersの主要モデルではHardware Reset Timeは75 nsです。
また、外部信号でパルスを起動するTrigger、外部信号によって出力を制御するGate、複数のチャネルタイマーのタイミングを1つの出力端子に重ね合わせるMUX(出力多重化)などの機能を備えています。


選定のポイント|チャンネル数・時間分解能・ジッター

同期したい機器の数(チャネル数)、必要なタイミング精度(Delay/Widthの設定分解能とジッター)、最大繰返し周波数(Rep Rate)を基準にモデルを絞り込みます。
外部クロックを基準に高精度な同期を行う場合は、9520/9530/9550が候補になります。
通信インターフェースはモデルによって異なり、USB、RS232、Ethernet、GPIB、Bluetoothなどに対応しています。

シリーズ チャネル数 Delay / Width
設定分解能
T₀周期ジッター
(RMS)
最大繰返し
周波数
形態
2 / 4 10 ns < 500 ps 5 MHz コンパクト
2 / 4 5 ns < 50 ps 20 MHz コンパクト
4 5 ps(Delay) /
4 ns(Width)
< 40 ps 25 MHz コンパクト
2 / 4 / 8 1 ns < 250 ps 5 MHz ベンチトップ
2 / 4 / 8 250 ps < 50 ps 20 MHz ※ ベンチトップ
4 / 8 250 ps < 50 ps 10 MHz ラックマウント
6 / 12 / 24 / 36 250 ps < 50 ps 20 MHz ラックマウント
(1U / 2U)
  • ※
    9520で20 MHz動作を行う場合は、パルス幅を10 ns未満に設定し、TTL出力を使用する必要があります。

製品ラインアップ

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