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AUX SYSTEMES AMPLIFICATEURS POUR ONDES BLEU- TRIQUES A HAUTES FREQUENCES.
Cette invention se rapporte à des dispositifs ou arrange- mente pour l'amplification des ondes électriques courtes, et plus particulièrement à des dispositifs ou arrangements pour amplifier des courants alternatifs de fréquences plus hautes que cel l es a présent utilisées dans les systèmes de transmission radiophoniques.
Suivant la technique universellement. adoptée au point de vue commercial, on est amené à chercher à produire des fréquences très hautes pour les transmissions radiophoniques, c'est-à-dire à produire des fréquences "ultra-radio" et l'on arrive dès lors à de- voir utiliser des inductances et des condensateurs si petits que leur emploi n'est plus possible. Par exemple, à des fréquences aus si faibles que trois mégacycles par seconde (3 Mo) correspond une longueur d'onde de cent mètres (100 ms), et dès lors les bobi- nes et les condensateurs sont tels que l'inductance de dispersion produite en connectant les fils, et les capacités parasites entre les pièces des appareils, présentent souvent des difficultés consi- dérables.
Quand la fréquence est d'environ 30 Mc, ce qui corres- pond à une longueur d'onde d'environ 10 ms, les bobines et les con- densateurs qui doivent être utilisés sont de dimerisions minuscules
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vis-à-vis des appareils vendes dans le commerce, leurs inductances et leurs capacités étant même légèrement plus grandes que celles des fils de connexion nécessaires, Le but de l'invention est de réali- ser des moyens d'un usage commercial pour produire des voltages alto- nés et des courants de fréquences "ultra-radio" ayant les amplitudes iequises drus la pratique des systèmes radiophoniques.
Dans les amplificateurs du genre des tubes à vide, d'un em- ploi général aujourd'hui, et servant à amplifier des voltages ou des courants alternatifs de fréquences radiophoniques, c'est-à-dire de fréquences plue basses que peut être 30 Me, la grille et le fila- ment du tube sont connectés au circuit ordinairement désigné sous le nom de "circuit d'arrivée". Celui-ci renfermeune inductance locali- sée fournie par une bobine et une capacité localisée fournie par un condensateur, lagrille et le filament étant connectés aux bornes du condensateur. L'énergie électromagnétique est appliquée au circuit et une condition de résonance de celui-ci est créée pour laquelle l' énergie est périodiquement transformée de l'état magnétique à l'état électrique.
Cette condition de résonance est obtenue par l'ajuste- ment de la capacité localisée, ou de l'inductance localisée, ou des deux à la fois. Au moment où l'énergie est entièrement électrique, ou pratiquement telle, le condensateur est chargé, et un voltage rer lativement haut est appliqué entre la grille et le filament, ce vol- tage contrôlant le flux d'électrons allant du filament à la plaque.
La période propre d'oscillation du circuit dépend du temps requis par l'énergie pour passer de l'état magnétique à l'état électrique dans la bobine et dans le condensateur.
Bans les arrangements décrits ici on utilise un "circuit d'onde", défini par la suite, et dans lequel l'énergie électromagné- tique, sous la forme d'une onde, parcourt l'espace prévu entre deux conducteurs, puis est réfléchie des extrémités d'un "rectangle". Le terme "circuit d'onde', tel qu'il est ici employé, désigne un cir- cuit prolongé dans lequel des conducteurs sont utilisés pour guider les ondes électriques, ou, en d'autres termes, un circuit dont les dimensions physiques sont appréciables en comparaison de la longueur
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des ondes. Un tel circuit peut aussi être considéré comme un cir- cuit ayant une inductance et une capacité distribuée qui sont bien distinguer d'une inductance et d'une capacité localisée.
Dans le circuit d'onde, la période propre d'oscillation dépend de la lon- gueur des conducteurs comparativement à la longueur d'onde, ou, en d'autres termes, comparativement à la fréquence des alternances. La distinction existant entre" l'amplificateur pour fréquences radiopho- niques" et "l'amplificateur pour fréquences ultra-radiophoniques" est mieux comprise après la description d'un des modes de réalisa- tion de l'invention, celle-ci est donnée ci-après en se basant sur les dessins ci-joints qui représentent: figure 1, le schéma d'un circuit disposé de manière que les voltages alternatifs à hautes fréquences soient amplifiés tandis qu'une partie considérable de 1' énergie est radiée ;
le schéma d'un arrangement du circuit ser vant à amplifier les courants et à communiquer l'énergie fournie pa.r l'amplificateur au circuit suivant, tel qu'un système récepteur ra- diophonique; fig.3, un arrangement semblable à celui de la fig.2, mais présentant un procédé différent d'accouplement entre l'amplifi- cateur et le circuit suivant.
Chacun des trois circuits montrés au dessin comprend un tube à vide 4 à trois électrodes à savoir: un filament 5, une pla- que 6 et une grille 7. Le circuit d'arrivée, ou circuit grille-fi- lament, est complété par les conducteurs-guides en parallèle 8 et qui peuvent être reliée à l'extrémité, ainsi que cela est montré, ou qui peuvent être laissés ouverts. Le circuit d'arrivée constitue ainsi pratiquement un rectangle ayant à son extrémité droite la ca- pacité grille-filament. Le circuit de départ, ou circuit plaque- filament, est complété par les conducteurs-guides 10 et 11. La bat- terie 12 fournit le courant de chauffe au filament, tandis que la batterie 13 fournit le voltage voulu à la plaque.
La force électromotrice alternative est communiquée aux circuits d'arrivée par les circuits 14 qui renferment chacun une source de force électromotrice 0. Il est évident que l'invention n'est pas limitée aux arrangements montrés au dessin, car les ondes
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devant être F..:plifiées peuvent être créées dans . trci r' !." arr 1- vée d'une manière quelconque et suivant n'importe quelle méthode bien connue. Le choix de la méthode la plus appropriée se détermine d'a- près le but particulier poursuivi et d'après l'emploi fait de l'am- plificateur.
Quand une force électromotrice alternative relativement faible est appliquée au circuit d'arrivée, une onde électromagnétique passe à travers les conducteurs 8 et 9, ou, considéré d'une manière un peu différente, traverse l'espace entre ces conducteurs avec une vitesse approchât ce-le de la lumière. Cette onde sera réfléchie à l'extrémité 5-7 du rectangle , revenant avec la même vitesse vers l'autre extrémité où elle est encore réfléchie, et ainsi de suite.
La condition de résonance est produite par l'ajustement de la. lon- gueur des conducteurs 8 et 9 relativement à la fréquence de la force électromotrice appliquée. Un circuit d'onde quelconque est satisfai- sant s'il comprend das conducteurs de conductance convenable et s'il est construit ou arrangé de manière qu'il puisse être facilement ajusté quant au point de vue de la forme et des dimensions. Les con- d'acteurs montrés aux dessins sont cylindriques et formés de deux par- ties s'emboîtent l'une dans l'autre de telle sorte que l'ajustement de leurs longueurs peut être facilement réalisé. La longueur requi- se du circuit d'onde, relativement à la fréquence de la force élec- trootrice expliquée, est envisagée par la. suite.
Quand l'énergie est appliquée ou réfléchie à l'extrémité gauche du circuit d'arrivée (par rapport au dessin), elle est princi- palement magnétique. En un point intermédiaire entre cette extrémi- té du circuit et l'extrémité du tube vide, elle est à la fois mag- nétique et électrique. Quand l'énergie atteint l'extrémité du cir- cuit coté tube, elle est principalement électrique, etl'on comprend facilement qu'un voltage relativement grand est appliqué entre la grille et le filament. Comme dans le cas d'un amplificateur du gen- re des tubes à vide,-utilise pour des fréquences plus basses, le vol- tage appliqué a la grille agit sur le flux électronique entre le fi- lament et la plaque, modifiant le courant plaque dans le circuit de départ.
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Le circuit de départ, ou le circuit de plaque ,¯ du tube 4 est arrangé comme le circuit d'arrivée pour guider les ondes électri ques, produites dans ce cas par les changements dans le voltage en- tre la plaque et le filament, dus aux changements de voltage de la grille. Ce circuit de départ comprend les conducteurs-guides 10 et
11, se terminant, à leurs extrémités gauches, respectivement à la plaque et au filament du tube, et il est constitué en concordance avec l'emploi qui doit être fait de l'énergie de départ de l'ampli- ficateur. Si on désire radier l'énergie directement à travers l'es- pace, les conducteurs-guides 10 et 11 sont fortement séparés l'un de l'autre et peuvent être soit ouverts, ainsi qu'il est montré fig.l, ou soit fermés.
Si au contraire on veut transmettre l'énergie de départ à un autre circuit, par exemple le circuit renfermant un au- tre tube amplificateur, ou le tube détecteur d'un poste récepteur, les conducteurs-guides sont placés relativement près l'un de l'autre et sont par exemple couplés directement au circuit suivant ainsi qu' il est montré fig.2, ou bien sont couplés par la méthode inductive indirecte ainsi qu'il est montré f ig. 3. Les conducteurs 10 et 11 sont de préférence construits et ajustés comme les conducteurs 8 et
9 du circuit d'arrivée.
Afin de produire la condition de résonance dans un simple circuit d'onde, il est approximativement exact de dire que dans le cas de conducteurs fermés ou ouverts aux deux bouts, la longueur des conducteurs doit être égale à la moitié de la longueur des ondes, et dans le cas de conducteurs fermés à une extrémité etouverts à l'au- tre, la longueur des conducteurs peut être égale au. quart de la lon- gueur des ondes. Cependant si un circuit d'onde fermé aux deux ex- trémités se termine par une capacité, la longueur des conducteurs qui est requise poux la condition de résonance sera dans la plupart des cas, légèrement plus grande. Cette condition existe dans les circuits montrés figures 2 et 3, puisque les circuits d'ondes sont terminés soit dans la capacité grille-filament, soit dans la capaci- té plaque-filament du tube.
De même si un circuit d'onde est fermé une de ses extrémités et se termine en une capacité, la longueur
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des conducteurs sera légèrement plus faible que dans le cas simple.
Si la capacité du tube auquel se termine le circuit d'onde est si grande que les conditions pour la résonance, telles qu'elles sont établies ci-dessus, conduisent à un rectangle trop court pour être pratiquement couplé, le rectangle sera prolongé d'une demi-longueur d'orbe ou per quelques multiples de celle-ci. En d'autres termes, les conducteurs-guides peuvent être ajustés de manière que dans le cas de conducteurs fermés aux deux bouts, la longueur du circuit d' onde sera approximativement celle d'une demi-onde, ou égale à la longueur d'onde, ou à une fois et demie la longueur d'onde, ou à deux fois la longueur d'onde, etc...
De même dans le cas de conduo- teurs ouverts à une seule extrémité, la longueur des conducteurs est ajustée pour rendre la longueur du circuit d'onde approximativement égale au quart de la longueur d'onde, ou égale aux trois quarts de la longueur d'onde, ou égale à une fois et quart la longueur d'onde, ou égale à une fois et trois quarts la longueur d'onde, etc.... Il doit être rappelé que la capacité du tube rend nécessaire des lon- gueurs de circuit quelconque peu différentes de celles indiquées ci- dessus.
La description de l'amplificateur sera rendue plus claire si l'on note leistinctions suivantes entre l'amplificateur pour fréquences radiophoniques et l'amplificateur pour fréquences ultra- radiophoniques envisagé dans cette description. Dans le premier ces les voltages grilles appliqués sont dérivés de l'énergie oscillant de l'état magnétique à l'état électrique dans une bobine et un con- densateur. La période propre d'oscillation est déterminée par le temps requis par l'énergie pour passer de l'état magnétique à l'état électrique en ses éléments, qui a leur tour dépendent de leur in- ductance et de leur capacité. Les oscillations ont lieu dans un es- pece très petit en comparaison avec la longueur des ondes devant ê- tre produites.
Dans l'amplificateur, l'énergie a la forme d'une on- de électromagnétique guidée le long du conducteur. Dans le circuit d'arrivée, quand l'énergie atteint la grille, elle est électrique et prévoit le voltage nécessaire pour actionner le tube. La période
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propre d'oscillation est déterminée par le temps requis par une onde pour parcourir la longueur du rectangle , et être réfléchie.
Les oscillations ont lieu dans un espace qui est appréciable quand il est comparé à la longueur d' onde.
Bien que l'invention ait été décrite en se référant à des arrangements bien déterminés, il est évident qu'elle peut s'appli- quer à d'autres arrangements différant de ceux montrés ici à titre d'exemple.
REVENDICATIONS.
1- Amplificateur du genre des tubes à décharge électro- nique comprenant un circuit d'onde comecté à ses électrodes d'ar- rivée, ou à ses électrodes de départ, ou encore à ces --.eux genres d'électrodes, et renfermant un conducteur tubulaire formé de deux parties s'emboîtant l'une dans l'autre et disposées de manière que la, longueur totale effective puisse être variée dans un but de syn- tonisation.
2 - Tube à décharge électronique ayant un conducteur tu- bulaire connecté à une de ses électrodes, le dit conducteur compre- nant au moins deux parties pouvant glisser l'une dans l'autre, de telle sorte que la longueur effective du conducteur peut' être va- riée dans un but de syntonisation.
3 - Tube à décharge électronique, suivant la revendica- tion 1 ou 2, dans lequel le dit conducteur sert à coupler le dit tube en tandem avec an autre tube, le précédant et le suivant.
4- Tube à décharge électronique, suivant la revendica- tion 1 ou 2, dans lequel le dit conducteur est adapté pour radier des ondes propagées à travers l'intérieur du tube.