1 電路原理
與其它電路相比，MARX發生器的歷史極為悠久。發明者在1924年提出了這個獲取高電壓的簡便電路，之後歷經電子管，晶體管，集成電路的改朝換代，當年的許多電路都面目全非，Marx發生器卻依舊保持原貌，在高電壓領域兢兢業業地工作着。現在的各種防雷測試設備和EMP設備中，都有着它的身影。
上面是一個4級Marx發生器的原理圖，這裏通過它簡要介紹一下原理。高壓變壓器T輸出交流高壓（一般來説是高頻高壓），經過二極管D半波整流得到直流高壓。注意這裏得到的電壓U，由於在後面要求擊穿放電間隙，所以這裏的電壓不能太低。一個可供參考的數據是2mm間隙需要3kV的擊穿電壓（當然具體和空氣濕度以及其他有關，但這裏重要的是數量級）。二極管整流後的高壓通過電阻們向電容充電。。。這時候間隙P1~P4全部開路，4個電容並聯充電，直到電壓接近U。然後好戲就開始了——經過調整的放電間隙P1在高壓下擊穿形成電弧，之後電弧兩端電壓會迅速下降到幾十伏，對於電容上幾千伏的高壓來説可以視為短路，同時在瞬時分析下兆歐級的電阻R們可以視為斷路。這時候A點接地，B點通過間隙P1接地，C點的對地電壓立刻變為是-U（原先和A點一樣是0V），然後間隙P2承受的電壓是2U，毫無疑問當場擊穿。。。這個過程像滾雪球一樣發展下去，直到最後一個間隙P4擊穿，此時在瞬態下的電路如下圖： 可以看到此時間隙全部擊穿，4個電容串聯，不計損耗的話最後的大間隙P兩端的電壓是4U，足夠擊穿4倍距離的間隙。換言之，這個4級的Marx發生器可以從一個3kv的高壓升壓到12kv，打出大約8mm的電火花。而如果增加發生器的級數，還可以獲得更強的高壓——專業模擬雷電的可以達到MV級別。Marx發生器的核心是通過巧妙的電路結構集中能量，將電源的能量存儲在電容中並在短時間內釋放，從而達到以低規格的零部件獲取高壓的效果。材料中需要的高壓變壓器，高壓電容和電阻耐壓可以比最後的高壓低上許多（材料準備中可以看到這一點），所以非常適合自行DIY！ 2 材料準備電路上看這個發生器的部件非常簡單，只需要一些常見的電阻電容就能夠解決（不愧是上世紀20年代的技術。。。）。按電路圖，我做的4級Mark發生器需要的部件如下：
○ D：高壓二極管（或者高壓硅堆），耐壓5kV以上○ R1：10M電阻，耐壓3kV以上○ R： 2M電阻7個，耐壓3kV以上○ C： 2000pF電容4個，耐壓3kV以上上面這些是理論上的要求，所用的都是高壓電容，電阻，二極管。但是還有對器件要求更低的替代方案。。。。。
○ D：IN4004串聯，每個耐壓400V，串上10個就有4kV耐壓了○ R1：1/8W，1M電阻10個串聯○ R： 1/8W，470k電阻4個串聯，合計7組○ C： 2000pF電容4個，耐壓3kV以上這裏串聯的目的都是增加耐壓值。尤其要注意的是普通的電阻，它們能承受的電壓都不太高，只有300~500V（可以看出在R上只用了4個電阻串聯其實很不夠保險。。。但是作為演示夠用了，嗯，其實是我偷懶），直接加上kV級別電壓會擊穿絕緣發生打火，然後就沒有需要的阻值可言了。。。。。除了發生器本體，還需要一個提供初始高壓的前級。電路圖裏提供的變壓器是一個方法，但是其他的高壓源也可以考慮。最後我用的是一個負離子發生器中的直流模塊，標稱3kV，並且輸出直接是直流，可以省去後面的整流二極管D。● 最後還需要應手的工具，電烙鐵焊錫松香鋼絲鉗鑷子之類，常做電子方面的筒子們一般都有，就不多説了。 3 焊接電路焊接本身沒有什麼技巧可言。。。而且電路簡單，完全可以依樣畫葫蘆。
一些需要注意的事情如下：注意電路圖中那些電壓差距大的地方，佈置元件時留出足夠的安全距離。焊接電阻，二極管時儘量保持表面清潔。。。髒污的表面容易打火爬電，需要的時候可以用酒精棉球擦洗一下。串接多個元件時可以先將引腳纏住再焊，這樣比較省時間。電容間隙可以直接用兩根挨近的銅線，注意間隙的距離適合於選用的前級高壓發生器，確保初始電壓足夠擊穿間隙。而最後的大間隙距離可以比前面的小間隙大不少。有條件的時候可以將電容間隙製成球狀（焊上鋼珠或者一團焊錫），與尖端放電相比球狀間隙的擊穿電壓更大也更穩定。 4 調試——噼啪！焊接好之後開始測試——且慢。**安全第一，尤其是高電壓制作。**相信不小心被電蚊拍電過的人都不容易忘記那滋味，更別提被這個打到了。。。。檢查各處焊點，高電壓部分周圍沒有導電物，最好給整個電路準備一個絕緣墊子。準備好之後確認電源極性，最後確認無誤才能通電。圖中可以看到我把它們放在一個小紙箱裏，免得一不小心電到花花草草手機電腦。。。。。最好的情況下，每過3~5秒，就可以看到4個間隙幾乎同時擊穿，同時大間隙發出響亮的噼啪聲，同時在空中躍過淺藍色的明亮電弧。和閃電一樣，這樣的聲音是由於空氣受熱急劇膨脹產生的。 5 故障排查列表實驗中更多的可能是，等了很久以後發生器沒有動彈的跡象。下面是一些來自親身經歷的故障排查建議，可供參考。用萬用表檢查高壓前級的供電是否正常。 警告：珍愛生命和表，遠離高壓部分很多高壓模塊的高頻變壓器在工作時會發出嗡嗡聲，可以幫助判別高壓前級是否工作正常。準備一個帶有絕緣柄的金屬器具（通常可以用新的乾淨塑柄螺絲刀），用它短路前級高壓的輸出。如果是交流高壓應該可以拉出電弧，直流高壓會有小的電火花和噼啪聲。 警告：一定要確認絕緣完善，否則有高壓觸電危險！短路沒有明顯現象的話，拆下後級電路，單獨測試前級輸出。沒有高壓輸出或者輸出不夠勁的話，換一個吧。 警告：一經通電，電容中就有可能存儲高壓，做任何焊接工作時都應斷開電源，用金屬物短路電容兩端充分放電，然後才能繼續進行。前級正常的話，一大可能是後級的放電間隙超出前級的負載能力。嘗試調小放電間隙。如果小放電間隙中不時有細微火花，但是大間隙中始終沒有放電，那麼把大間隙的距離調小。 警告：同上，先給電容放電再調整。最後，如果覺得大間隙中的電弧太短，可以逐級拉大放電間隙直到剛好能放電，並且用球形間隙作改進，來獲得更大的放電電壓。
