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由高压变压器输出的高压交流经整流后得到高压直流，对n个电容器并联充电至V0电压值。用外触发信号使前面第一和第二球隙开关导通，依靠脉冲过电压使随后的球隙开关相继导通,n个电容器串联起来对Rp放电, 在电阻Rp上获得幅值接近于nV0的输出电压。脉冲时间宽度t决定于C/n和Rp值，电阻R0的值必需满足R0Ct，电阻r用以阻尼脉冲顶部的振荡。为校正脉冲前沿接入电阻Rf和电容Cf,杂散电容对于球隙的击穿和维持球隙开关中的放电弧道起着重要作用。
20世纪50年代以前，大功率的脉冲倍压发生器用于产生前沿为微秒或亚微秒级的几十千伏的高压脉冲，馈送至X射线管产生X射线。
由于发生器放电回路的固有电容和电感对输出脉冲的前沿和宽度有很大影响。因此提高脉冲幅值与缩短脉冲的前沿和宽度之间存在矛盾。为了提高幅值并改善脉冲参量，可采用多级数的脉冲倍压发生器，电容器的排列采用多排方式，减少体积。典型的有如Z型排列，与图中线性行进的线路相比,Z型排列结构紧凑、并联充电时间短，串联放电的电感、电阻的阻滞作用较小。
