パルスジェネレータ（パルス発生器）｜高精度・多チャネル｜Quantum Composers

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。

高精度パルスジェネレータ技術ノート

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
パルスジェネレータの原理
選定のポイント
製品ラインアップ

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
Sapphire（9210）	2 / 4	10 ns	< 500 ps	5 MHz	コンパクト
Sapphire Plus（9200+）	2 / 4	5 ns	< 50 ps	20 MHz	コンパクト
Emerald（9250）	4	5 ps（Delay） / 4 ns（Width）	< 40 ps	25 MHz	コンパクト
9420	2 / 4 / 8	1 ns	< 250 ps	5 MHz	ベンチトップ
9520	2 / 4 / 8	250 ps	< 50 ps	20 MHz ^※	ベンチトップ
9530	4 / 8	250 ps	< 50 ps	10 MHz	ラックマウント
9550	6 / 12 / 24 / 36	250 ps	< 50 ps	20 MHz	ラックマウント（1U / 2U）