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FF3R'E'L''CTIOMd '" Tl'S AUX APPbBEI0 ET AUX 1-pour ?1IFIER DES SIGNAUX TELS QUE CEUX QUI SONT PRODUITS PAR DES CELLULES PHOTOFLL,'CTIUQIJI,0. -
La présente invention concerne les amplificateurs et notamment les amplificateurs comprenant des lampes de T.S.F. coopérant avec des cellules photoélectriques pour amplifier les signaux produits par les cellules, dans les appareils dans lesquels il est nécessaire d'obtenir un degré élevé de fidélité d'amplification des dits signaux.
Dans le passé,o9n s'est heurté à un inconvénient au cours de l'emploi d'amplificateurs à lampes de T.S.F. coopérant avec des cellules photo- électriques et des appareils analogues ayant une oppcité répartie très élevées cet inconvénient était constitué par la perte d'amplification aux fréquences
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élevées entraînant une déformation ou une distorsion des signaux et une perte de fidélité. La perte est occasionnée, pour la plus grande partie, par la capacité répartie'de la cellule et des conducteurs reliés à la cellule.
En conséquence, le principal objet de la présente invention est de surmonter cet inconvénient et de fournir un système de compensation et de contrôle en coopération avec un amplificateur pour comprenser les effets de la capacité répartie, grâce à quoi on peut obtenir une amplification uniforme et une fidélité de débit sur une gamme de fréquences déterminée, avec un dispo- sitif d'entrée ou de commande tel qu'une cellule photoélectrique pour appliquer une tension variable au circuit d'entrée.
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avan- tages de l'invention en se référant à la description suivante et au dessin qui l'accompagne, donné simplement à titre d'exemple. et qui représente un schéma de montage d'un système amplificateur connecté à une cellule photoélectrique et muni d'un circuit de compensation ou de commande conforme à l'invention.
Sur le dessin, 5 et 6 sont des lampes de T.S.F d'un type quelconque destinées à être utilisées dans un amplificateur; dans'le présent exemple, ce sont des lampes triodes ayant des cathodes chauffées par une batte- rie (ou son équivalent) désignéa par 7 et connectée à un conducteur 8 de retour cathodique commun, des anodes 9 reliées avec des circuits d'anode 10 et 11; et des grilles de commande 12.
La grillé de la lampe 5 est reliée à un circuit d'entrée de grille 13 comportant une résistance 14 de polarisation de grille et une source 15 de tension de polarisation; la grille de la lampe 6 est munie d'un circuit de grille analogue 16, dans lequel sont montées une résistance 17 de polarisation de grille et une source 18 de tension de polarisation.
Le circuit d'anode 10 de la lampe 5 est muni d'une résistance d'anode 19 qui est reliée à son extrémité à tension alternative élevée;avec le circuit de grille 16 du tube 6, par une capacité de couplage 20 et reçoit son courant de commande du type continu d'une source telle qu'uno batterie 21 montée entre cet organe et le conducteur 8 de retour de cathode.
La résistance d'anode 19, la capacité 20 et la résistance 17 de polarisation de grille constituant un système d'accouplement entre les lampes d'un amplificateur; dans le présente exemple, l'arrangement est tel que la ten- @
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sion appliquée au circuit de grille 13 de la lampe 5 est amplifiée de cette façon et transmise à la grille de la lampe 6. Des variations dans le circuit d'anode 11 de la lampe 6 correspondant aux variations de la tension de grille dans le circuit de grille 13, sont ainsi transmises à des appareils, non représentés, qui peuvent être connectés aux circuits d'anode 11.
Un arrangement convenable de ce type peut être agencé en combi- naison avec l'anode de la lampe 5. La particularité essentielle consiste à disposa* une résistance de charge, ou un circuit de charge comprenant une résistance telle que la résistance 19, en combinaison avec l'anode; sur cette résistance est déve- loppée une tension proportionnelle au courant alternatif qui la traverse sous l'ef- -fet de signaux appliqués au circuit de grille: la tension non déformée étant ainsi disponible pour être appliquée à un circuit ou à un appareil qui, dans le cas en- visagé, est le circuit de grille 16 et le tube 6.
Entre l'anode 9 et le circuit de charge, qui dans ce cas comprend la résistance d'anode 19, sont montées une résistance 22 et une capacité 23 montées en dérivation ou en parallèle l'une avec l'autre, pour des raisons qui seront expo- -Béée plus loin.
Avec le circuit de grille 13 est connecté,, par l'intermédiaire des conducteurs 24 et 25, un dispositif de commande ou de contrôle 26 pour l'ampli- ficateur qui, en combinaison avec les conducteurs 24 et 25, possède une capacité répartie relativement élevée désignée par 27. Cette capacité a un effet qui est approximativement le même que celui d'une capacité théorique 27 montée en dériva- tion avec le dispositif 26 et la résistance 14. Dans le présent exemple, ce dispo- sitif 26 est représenté sous forme d'une celluie photoélectrique munie d'une source convenable de potentiel, telle qu'une batterie 28.
L'impédance de la résistance de'grille 14 est faible par compa- raison à l'impédance intérieure de la cellule. La capacité répartie 27, qui est effectivement shuntée par la cellule 26 et le circuit de grille 13, permet à une plus grande quantité de courant d'être shuntée par la résistance de grille 14 et le circuit 13, aux fréquences élevées, de sorte que le courant traversant la résistan- ce 14 de polarisation de grille diminue aux fréquences élevées
Dans ces conditions, les tensions appliquées:à la grille de la lampe 5 diminuant aussi aux fréquences élevées, comme représenté par l'équation s
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l9 = Il (1) z @1S laquelle : + j E1 désigne la tension appliquée au circuit de grille 13;
I1 désigne le courant alternatif ou courant de signal, traversant la cellule photoélectrique; 1 désigne la conductance de la résistance 14 de polarisation de grille.
R1 j désigne une constante; w désigne 2 fois la fréquence; CI désigne la capacité distribuée 27.
La résistance 22 et la capacité shunt 23, dans le circuit d'ano- de 10, ont pour but de compenser la chute de tension aux fréquences élevées, dont il a été question plus haut. Ce résultat est obtenu en rendant l'impédance de la résistance d'anode 19 relativement petite par rapport à l'impédance combinée de la résistance 22, et de la capacité 23, de sorte que le courant de signal (ou la composante à courant alternatif du courant) traversant la résistance 19 soit con- trôlé et réglé par la résistance 22 et la capacité 23.
Avec ce système, la tension appliquee au circuit de grille de la lampe suivante,-dans ce cas le tube 6 et le circuit de grille 16, peut être désignée par l'équation :
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dans laquelle t M désigne le facteur d'amplification effective à la lampe 5; 1/R2 désigne la conductance de la résistance 22; R2 C2 désigne la capacité on 23; R3 désigne la valeur de la résistance d'anode 19: et les autres facteurs sont les mêmes que dans l'équation pré- cédente.
Si l'on substitue dans l'équation (2) la valeur de E1 prise dans l'équation (1), on obtient une nouvelle équation :
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dans laquelle K1 et K2 sont des constances.
De la dernière partie de l'équation (3), il résunte que si 1 et C2 reçoivent des valeurs de façon à avoir le même rapport que 1 et Ci, R2 l'effet de déformation ou de distorsion), ou la perte d'amplification de ten- sion aux fréquences élevées résultant de la présence de la capacité répartie 27, est alors compensé- A un autre point de vue, on peut indiquer que la dé- formation'causée par la capacité répartie Cl est compensée lorsque :
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Des explications précédentes, il résulte que les organes de com- pensation représentés par la résistance 22 et la capacité shunt 23 insérées dans le circuit d'anode de la lampe 5, entre 1 anode et un circuit de charge comprenant une résistance,, telle que 19, doivent présenter une certaine rela- tion déterminée avec la résistance et la capacité répartie dans le circuit de grille ou le circuit d'entrée de la lampe 5.
Cette relation est telle que la conductance de la résistance shunt, dans le circuit de grille, se trouve, vis-à-vis de la conductance et de la résistance de compensation insérée entre l'anode et le circuit de charge, dans le même rapport que la capacité répartie shunt du circuit de grille vis- à-vis de la capacité branchée en dérivation sur la résistance de compensations la capacité shunt et la résistance de compensation étant connectées ainsi en- tre l'anode et le circuit de charge pour contrôler le passage du courant alter- natif à travers ces organes.
Lorsque ce système est appliqué à des appareils de télévision comportant une cellule photoélectrique, on bbtient une réponse et une ampli- fication approximativement uniformes des signaux créés par la cellule photo- électrique sur une très grande gamme de fréquences-
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Le circuit de compensation ou de contrôle de courant a été re- présenté en combinaison avec un amplificateur à deux tubes, mais les techni- ciens apprécieront aisément qu'il peut être inséré en un point quelconque d'un amplificateur entre un circuit d'entrée dans lequel la capacité répartie ef- fectue une réduction do la tension de signal aux fréquences élevées, et un circuit de charge dans lequel on désire obtenir des signaux non déformés.
Le systèmes est particulièrement applicable en combinaison avec des amplificateurs accouplés par résistance qui reçoivent, à l'heure actuelle, de nombreuses applications dans les appareils photoélectriques et dans les appareils de télévision.
Il est bien entendu que les dispositions et les applications qui ont été indiquées ci-dessus, à titre d'exemple, ne sont nullement limitatives, et qu'on peut s'en' écarter sans pour cela sortir du cadre de l'invention.
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FF3R'E'L''CTIOMd '"Tl'S AUX APPbBEI0 AND AUX 1-pour? 1IFY SIGNALS SUCH AS THOSE PRODUCED BY PHOTOFLL CELLS,' CTIUQIJI, 0. -
The present invention relates to amplifiers and in particular to amplifiers comprising T.S.F. cooperating with photoelectric cells to amplify the signals produced by the cells, in apparatus in which it is necessary to obtain a high degree of fidelity of amplification of said signals.
In the past, one has encountered a drawback in the use of tube amplifiers from T.S.F. cooperating with photoelectric cells and similar devices having a very high distributed oppcity this disadvantage was constituted by the loss of amplification at the frequencies
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high resulting in distortion or distortion of signals and loss of fidelity. The loss is caused, for the most part, by the distributed capacity of the cell and of the conductors connected to the cell.
Accordingly, the main object of the present invention is to overcome this drawback and to provide a compensation and control system in cooperation with an amplifier to understand the effects of distributed capacitance, whereby uniform amplification and uniformity can be obtained. flow fidelity over a determined frequency range, with an input or control device such as a photoelectric cell to apply a variable voltage to the input circuit.
The new features and the advantages of the invention will be better understood by reference to the following description and to the accompanying drawing, given merely by way of example. and which represents a circuit diagram of an amplifier system connected to a photoelectric cell and provided with a compensation or control circuit in accordance with the invention.
In the drawing, 5 and 6 are T.S.F lamps of some type for use in an amplifier; in the present example, they are triode lamps having cathodes heated by a battery (or its equivalent) designated by 7 and connected to a common cathode return conductor 8, anodes 9 connected with anode circuits 10 and 11; and control panels 12.
The grid of the lamp 5 is connected to a gate input circuit 13 comprising a gate bias resistor 14 and a source 15 of bias voltage; the grid of the lamp 6 is provided with a similar grid circuit 16, in which there are mounted a grid bias resistor 17 and a bias voltage source 18.
The anode circuit 10 of the lamp 5 is provided with an anode resistor 19 which is connected at its high AC voltage end; with the gate circuit 16 of the tube 6, by a coupling capacitor 20 and receives its DC type control current from a source such as uno battery 21 mounted between this member and the cathode return conductor 8.
The anode resistor 19, the capacitor 20 and the grid bias resistor 17 constituting a coupling system between the lamps of an amplifier; in the present example, the arrangement is such that the voltage
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The ion applied to the gate circuit 13 of the lamp 5 is amplified in this way and transmitted to the gate of the lamp 6. Variations in the anode circuit 11 of the lamp 6 corresponding to the variations of the gate voltage in the circuit gate 13, are thus transmitted to devices, not shown, which can be connected to the anode circuits 11.
A suitable arrangement of this type can be arranged in combination with the anode of the lamp 5. The essential feature is to provide a load resistor, or a load circuit comprising a resistor such as resistor 19, in combination. with the anode; on this resistor is developed a voltage proportional to the alternating current which passes through it under the effect of signals applied to the gate circuit: the undeformed voltage thus being available to be applied to a circuit or to a device which, in the case considered, is the grid circuit 16 and the tube 6.
Between the anode 9 and the load circuit, which in this case comprises the anode resistor 19, are mounted a resistor 22 and a capacitor 23 connected in shunt or in parallel with each other, for reasons which will be exposed later.
With the gate circuit 13 is connected, via the conductors 24 and 25, a command or control device 26 for the amplifier which, in combination with the conductors 24 and 25, has a relatively distributed capacitance. high, designated by 27. This capacitance has an effect which is approximately the same as that of a theoretical capacitor 27 mounted in shunt with device 26 and resistor 14. In the present example, this device 26 is shown as in the form of a photoelectric cell with a suitable source of potential, such as a battery 28.
The impedance of grid resistor 14 is low compared to the internal impedance of the cell. Distributed capacitor 27, which is effectively shunted by cell 26 and gate circuit 13, allows a greater amount of current to be shunted through gate resistor 14 and circuit 13, at high frequencies, so that the current through the gate bias resistor 14 decreases at high frequencies
Under these conditions, the voltages applied: to the gate of the lamp 5 also decreasing at high frequencies, as represented by the equation s
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l9 = Il (1) z @ 1S which: + j E1 denotes the voltage applied to the gate circuit 13;
I1 designates the alternating current or signal current, flowing through the photoelectric cell; 1 denotes the conductance of the gate bias resistor 14.
R1 j denotes a constant; w denotes twice the frequency; CI stands for distributed capacity 27.
Resistor 22 and shunt capacitor 23 in the 10 anode circuit are intended to compensate for the voltage drop at the high frequencies discussed above. This is achieved by making the impedance of the anode resistor 19 relatively small compared to the combined impedance of resistor 22, and capacitor 23, so that the signal current (or the ac component current) flowing through resistor 19 is controlled and regulated by resistor 22 and capacitor 23.
With this system, the voltage applied to the gate circuit of the next lamp, -in this case tube 6 and gate circuit 16, can be denoted by the equation:
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in which t M denotes the effective amplification factor at lamp 5; 1 / R2 denotes the conductance of resistor 22; R2 C2 denotes the capacitance on 23; R3 denotes the value of the anode resistance 19: and the other factors are the same as in the previous equation.
If we substitute in equation (2) the value of E1 taken in equation (1), we obtain a new equation:
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in which K1 and K2 are constancies.
From the last part of equation (3), it follows that if 1 and C2 receive values so as to have the same ratio as 1 and Ci, R2 the effect of deformation or distortion), or the loss of voltage amplification at high frequencies resulting from the presence of the distributed capacitor 27, is then compensated. From another point of view, it can be stated that the deformation 'caused by the distributed capacitance Cl is compensated when:
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From the preceding explanations, it follows that the compensation members represented by the resistor 22 and the shunt capacitor 23 inserted in the anode circuit of the lamp 5, between 1 anode and a load circuit comprising a resistor, such as 19, must have some definite relation with the resistance and capacitance distributed in the gate circuit or the input circuit of the lamp 5.
This relation is such that the conductance of the shunt resistor, in the gate circuit, is, vis-à-vis the conductance and the compensation resistance inserted between the anode and the load circuit, in the same ratio that the distributed shunt capacitance of the grid circuit with respect to the capacitance connected in shunt on the compensation resistor, the shunt capacitance and the compensation resistor being thus connected between the anode and the load circuit to control the passage of the alternating current through these organs.
When this system is applied to televisions incorporating a photocell, an approximately uniform response and amplification of the signals created by the photocell over a very wide range of frequencies is obtained.
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The current compensation or control circuit has been shown in combination with a two-tube amplifier, but technicians will readily appreciate that it can be inserted at any point on an amplifier between an input circuit. in which the distributed capacitance effects a reduction in the signal voltage at high frequencies, and a load circuit in which it is desired to obtain undistorted signals.
The system is particularly applicable in combination with resistance coupled amplifiers which currently have many applications in photoelectric cameras and in television sets.
It is understood that the arrangements and the applications which have been indicated above, by way of example, are in no way limiting, and that it is possible to depart from them without thereby departing from the scope of the invention.