El generador más utilizado se compone de n etapas similares a la descripta que se cargan en paralelo y se descargan en serie, según la conexión propuesta por Marx. Con el pueden obtenerse impulsos con crestas de 3600 kV y aun mayores.
La fig. 26 muestra el circuito de este generador, pudiéndose observar que cada una de las etapas (n-3 en este caso) está constituida por un capacitor C1, en la práctica separado del siguiente por un aislador de porcelana u otros aislantes, una resistencia de carga Rc un resistor de frente R1 y otro de cola R2, que se utilizan también durante la carga y un explosor de esferas E.
La distancia entre esferas de las diversas etapas se regula simultáneamente por la general mediante un servomotor que acciona un eje roscado, el cual desplaza los soportes de las mismas; y el conjunto se alimenta con una fuente de AT continua, regulable desde el primario del transformador elevador con uno de los medios indicados oportunamente, a través de un resistor R de algunas decenas de kW.
El funcionamiento de tal disposición es el siguiente:
Fase de carga
Como en ella no interesan los explosores, el circuito puede reducirse al de la fig. 27, donde se aprecia claramente que los capacitores se cargan en paralelo a través de las resistencias mencionadas, y adquieren, en consecuencia una tensión final aproximadamente igual a la de la fuente de continua; es decir, √2 veces la tensión eficaz secundaria.
Obsérvese que el rectificador ha sido dispuesto en este caso para producir un impulso de polaridad negativa.
Fase de descarga
Debido a que los resistores de carga Rc son mucho mayores que los de cola R2 (20 o más veces), el circuito admite la simplificación que muestra la fig. 28, donde se ve que el arco en los explosores conecta los capacitores en serie, por tanto, en el terminal de AT se obtiene una tensión n veces mayor que la de una etapa.
Evidentemente, la capacitancia total del generador durante esta fase es igual a la de los n capacitores en serie, o sea C1/n, y sus resistencias de frente y de cola totales, las que ofrecen cada uno de esos n resistores en serie, es decir n.R1 y n.R2 respectivamente.
Por eso los valores a asignar a dichas resistencias se calculan como si se tratase del generador de una sola etapa mostrado en la fig. 29, subdividiéndolas después en n partes iguales para obtener las necesarias en cada etapa.
Indicaremos, ahora algunas particularidades más sobre el funcionamiento de este generador y sobre el registro del impulso que produce.
Generalmente la distancia entre las esferas de la primera etapa se hace algo menor que en las siguientes, a efectos que la descarga se inicie entre ellas y pueda utilizarse como señal de gatillado de la base de tiempos del oscilógrafo. Por consiguiente, el primer explosor asume el rol de guía de los demás.
Para que la descarga se produzca en el momento que se estima oportuno, se utilizan los siguientes recursos.
1) Se carga el generador hasta la tensión prefijada por la cresta del impulso deseado y el rendimiento de la conexión, manteniendo los explosores a una distancia superior a la disrruptiva que corresponde a la misma, y después, actuando sobre el servomotor, se disminuye esa distancia hasta obtener la descarga.
2) Se fija la distancia entre las esferas de la primera etapa en correspondencia con la determinada por la cresta deseada y el rendimiento del generador, y luego se aumenta muy lentamente la tensión de carga hasta lograr la descarga.
3) Se procede inicialmente como en 1), provocando después la descarga de la primera etapa -a la cual siguen inmediatamente las de las otras- con un sistema auxiliar externo.
En cuanto al registro del impulso, la particularidad más importante a mencionar es la conveniencia de hacerlo llegar a las placas de desviación verticales del oscilógrafo con cierto retraso respecto a la señal de gatillado de la base de tiempos, para asegurar la impresión completa del mismo.
El método mas simple y usado a este fin, consiste en provocar el gatillado captando la perturbación electromagnética que origina la desconexión de la primera etapa con una pequeña antena colocada cerca de ella y unida a la base de tiempo por una conexión muy corta, y en transmitir el impulso desde el divisor de tensión hasta las placas verticales a través de una línea de retardo.
Dicha línea consiste simplemente en un cable coaxil de impedancia característica conocida y bajas perdidas, pero de notable longitud. En efecto, para el coaxil de 75 W generalmente usado, la velocidad de propagación de la onda es de ≈ 150 m/μseg., y un retardo de 1 μseg considerado mas que suficiente, requiere 150 m del mismo.
Este método es blanco de críticas a causa de la atenuación y distorsión del impulso que ocasionan las pérdidas del cable (la cresta se reduce y la duración del frente se alarga); sin embargo, para ondas normales 1/50, dichos fenómenos pueden despreciarse. Son en cambio determinantes para ondas con frentes de duración inferior al μseg. y cortadas, razón por la cual se emplean para ellas otros método mas elaborados
Para terminar, enumeraremos los parámetros característicos de un generador de impulsos. ellos son:
- N° de etapas, generalmente par y múltiplo de 4.
- Tensión de carga, normalmente 75 a 200 kV.
- Energía por impulso, igual a 1/2Cequiv.U2 de carga max. y del orden de algunos kJ hasta algunos centenares de kJ.