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P%FXcTL0iiggàùNTs AUX EQUIPEMENTS. APPAREILS ET CIRCUITS GENJ<JBAT1!XJES DE CO A;LT:GRTd.TIFS et PERIODIQUES.
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--' La présente invention vise des perfectionnements aux équipement appareils et circuits générateurs de courants alternatifs et notamment aux ci1'ou1..; de ce genre utilisant des valves à décharge électrique pour créer des o0UràntR P riodiques dont la fréquence peut varier entre des limites relativement 8apacée8 On a déjà proposé de nombreux systèmes pour créer des oeot¯(/#ÉÔµ périodiques au moyen de circuits électriques contenant des valves ou tubes à.
M charge électrique- Certains systèmes utilisant des tubes à décharge éleotr0J?:1qu pure, avec lesquels un aébit limité seulement peut être obtenu aux tension VsùÙµf
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les* D'autres systèmes utilisant des tubes à décharge à vapeur ionisée présentant l'inconvénient d'un fonctionnement défectueux en cas de grandes variations dans la fréquence du courant périodique débite*
A cet effet, l'invention offre des circuits électriques perfec- tionnés comprenant des tubes à décharge, qui écartant les inconvénients précé- damnent exposés des systèmes de la technique antérieure, et dont le fonctionne- ment est simple et sur, sur une grande gamme de valeurs pour les variations de fréquence.
Un équipement conforme à l'invention comprend une capacité mu- nie d'un circuit de charge et d'un circuit de décharge; une valve à décharge é- lectrique, pourvue d'une électrode de commande et qui est insérée dans l'un des circuits,, fanais que l'autre circuit contient une impédance possédant une compo- sante à résistance variable; le circuit de grille de la valve électrique, dépend de la charge appliquée à la capacité, de telle sorte que la valve peut être ren- due conductrice pour transmettre du courant d'un circuit à l'autre, lorsque la capacité a atteint une tension déterminée à l'avance.
Le circuit de débit peut être relié en dérivation sur la capa- cité ou sur une partie du circuit de charge ou de décharge. La fréquence du cou- rant périodique créé par le circuit peut être facilement réglée sur une gamme étendue par une variation appropriée de la résistance du circuit.
Sous une forme modifiée, l'invention permet d'obtenir un courant alternatif sensiblement sinusoïdal, lorsqu'on transforme du continu en alternatif au lieu de l'alternatif en alternatif d'une fréquence différente.
A cet effet, on recourt à une capacité destinée à être chargée par une source de courant alternatif ou continu, par l'intermédiaire d'une valve élec- trique et d'un circuit oscillant. Un circuit oscillant de décharge est prévu aussi pour la capacité. Le circuit de grille de la valve électrique est relié à un point des deux circuits de capacité qui est négatif par rapport à la cathode du tube, ou bien il reçoit une tension négative d'un de ces circuits de capacité, pour une proportion détermin0e à l'avança de la décharge oscillante, des capacités, afin de maintenir les valves électriques à l'état non conducteur au cours de cette pé- riode et d'empêcher ainsi toute transmission de l'énergie depuis la source, à tra- vers le circuit de capaçité.
La période au cours de laquelle la valve électrique est maintenue à l'état non conducteur, est au moins celle qui est nécessaire pour que la capaci-
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té se décharge au potentiel zac- et soit chargée à son potentiel maximum en sens opposé, par l'énergie oscillante du circuit de décharge! elle peut êrre accrue jusqu'à la durée requisepour charger de nouveau la capacité au moyen de l'énergie du circuit oscillant approximativement jusqu'au potentiel de la source*
Le circuit de charge de la capacité possède, de préférence, une période propre beaucoup plus courte que le circuit de décharge, de telle sor-
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te que, lorsque le point sur la courbe de décharge oscillante de la capacitde auquel la valve électrique est rendue conductrice,
approphe du potentiel de la source, la durée au cours de laquelle l'énergie est transmise de la source au circuit de capacité, approche de zéro, et la forme d'onde du courant oscil- lant approche de celle d'une onde sinusoïdale.
Afin de faciliter le réglage de la fréquence obtenue, on peut faire appel à une autre variante de l'invention dans laquelle la capacité com= porte un circuit de charge et un circuit de décharge, dont l'un est oscillant et contient une valve électrique, tandis que l'autre circuit est non-oscillant et contient une résistance variable qui est l'un des éléments grâce auxquels la fréquence du courant périodique créé peut être réglée.
La fréquence du cou- rant périodique créé par le circuit peut être facilement réglée sur une gamme. étendue, par une variation appropriée de la résistance dans le circuit non- oscillant ou par des variations de la polarisation dans le circuit de grille de la valve électrique*
Cette variante peut être appliquée dans un système de télémétrage' par exemple au moyen duquel la valeur d'une grandeur ou quantité électrique
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peut être indiquée à distance' Dans cet arrangement, le circuit objet de l'm- ? vention est utilisé à la station émettrice pour créer un courant périodique qui
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:
...'? varie en fonction de la valeur de la quantité électrique que l'on veut mesure
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Ce courant périodique est transmis à une station réceptrice dans laquelle UIl8 ,'. forme légèrement modifiée du circuit pour créer un courant périodique, est ut> " lisée pour créer un courant dont la fréquence est déterminée par celle du oQu rant créé ou fourni par le premier circuit, tandis que l'intensité moy 0. courant périodique unidirectionnel créé par le second circuit, possède W8 va' 1,r." .;' ;fi.?5 leur dépendant de la fréquence. En mesurant la valeur moyenne du courant ax6$g;A par ce dernier circuit, on obtient une indication de la grandeur électrique à>-4 la station émettrice. <'-"¯, i "y, 4;a:".
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Dans toutes les variantes ci-dessus, il s'agit de systémes dits "inverters" à una seule valve associée à un condensateur dont la vitesse do la décharge ou de la charge est commandée par une résistance réglable*
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avanta- ges de l'invention en se référant à la description suivanto et aux dessins qui l'accompagnent, donnés simplement à titre d'exemple non limitatif, et dans lesquels ;
Les' Fig. 1 et 2 sont des schémas d'équipements permettant de fournir du courant périodique.
La Fig.3 représenta un équipement pour créer un courant alterna- tif à onde approximativement sinusoïdale'
La Fig.4 est un graphique relatif à certaines caractéristiques de circuit de la Fig.3*
Les Fig.5 et 6 concernent des variantes do l'invention, grâce auxquelles on peut obtenir u courant alternatif dont l'onde s'approche davan- tage de la forme sinusoïdale.
La Fig.7 est un graphique relatif aux circuits des équipements des fig. 5 et 6.
La'Fig.8 est le schéma d'un équipement pour créer un courant périodique de fréquence variable.
La Fig.9 est un diagramme relatif à certaines caractéristiques de cet équipement.
La Fig.10, enfin, est le schéma d'un équipement pour créer du courart périodique appliqué à un système de télémétrage.
L'équipement représenté Fig.l est destiné à recevoir du courant continu ou du courant alternatif du circuit 10, à le transformer en courant périodique à fréquence variable, et à le transmettre au circuit récepteur 11.
Cet équipement comprend une valve à décharge électrique 12 et une capacité 13 reliée en série avec elle et avec la source 10, uue réactance 14 et une résis- tance variable 15 montées en série antre elles et en parallèle sur la capacité
La valve à décharge 12 est munie d'une anode, d'une cathode et d'une grille de commande et est de préférence du type à décharge dans une vapeur* La grille de la valve est reliée, par l'intermédiaire d'une résistance 17 de limitation, au coté de la source 10 qui est réuni à la capacité 13.
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Le circuit récepteur 11 peut être relié en dérivation sur l'un quelconque des divers éléments de circuit, bien qu'il soit de préférence relié en dérivation sur la self 14, par l'intermédiaire d'un transformateur 16.
Pour expliquer le fonctionnement de l'équipement décrit, on sup- pose que le circuit 10 est excité par du courant continu par exemple. Avant que du courant commence à passer, la grille de la valve 12 est reliée à sa ca-- thode par l'intermédiaire de la self 14 et de la résistance 15, de sorte que ces deux électrodes sont à la mâme tension.
La valve 12 possède de préférence une caractéristique telle que le courant passe entre son anode et sa cathode, avec un potentiel d'anode po- sitif, lorsque sa grille et sa cathode sont au mène potentiel. Dans le cas d' une valve électrique avec caractéristique de grille autre que nulle, une pe- tite batterie de polarisation peut être insérée dans le circuit de grille, de façon à rendre la valve conductrice, lorsque sa grille et sa cathode seraient au même potentiel*
Le courant passe alors de la source 10, à travers la valve 12. et charge rapidement la capacité 13, la valeur de ce courant étant limitée seulement par la puissance de la source, la résistance de la valve 12 et la capacité du condensateur 33. Lorsque ce dernier est chargé au potentiel de la source 10, le courant est réduit pratiquement à zéro.
En même temps, un petit courant traverse la valve 12 vers le circuit comprenant la résistance 15 et la self 14, mais l'impédance de ce circuit est proportionnée de manière que le courant qui passe dans ce circuit n'atteigne pas une valeur élevée au cours de la durée requise pour charger la capacité 13. A ce moment, la presque tota- lité du potentiel de la source 10 apparaît sur la capacité 13, avec le résul- tat qu'un potentiel négatif élevé est fourni à la grille de la valve 12. "-r'ß'
On sait qu'un potentiel déterminé est requis pour maintenir Une , décharge à arc dans une valve électrique à vapeur, et qu'il est à peu près égal à la chute dans la valve. Or, pour de très petites intensités de courant, la résistance intérieure d'une valve à dégharge à vapeur augmente de manière notable.
Le ceci, il résulte que, lobsque le courant dans une valve à vapeur s'abaisse au-dessous d'une valeur déterminée à l'avance, l'arc est automait- quement éteint, et la valve devient non-conductriceldette valeur minimum de courant requis pour maintenir un arc, sera désignée ci-après comme valeur de courant critique de la valve. On sait aussi que la grille d'une valve électri-
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que n'agit pas sur l'intensité du courant passant dans la valve, lorsque la décharge a été amorcée, mais que si la courant dans la valve devient très fai- ble, il peut être coupé en appliquant un potentiel négatif élevé sur la grille de la valve.
Dans l'équipement décrit, ces deux effets sont combinés pour cou- per le courant dans la valve 12, lorsque la capacité 13 devient à peu près en- tiérement chargée. Quand la valve 12 devient non conductrice, la capacité 13 commence à se décharger à travers la résistance 15 et la self 14. La durée re- quise pour cette décharge dépend des valeurs de ces éléments; elle augmente avec un accroissement d'impédance de l'un quelconque des éléments de circuit.
Lorsque la capacité 13 est déchargée d'une manière à peu près complète, le po- tentiel de la grille de la valve 12 approche de nouveau du potentiel de la ca- thode, la valve 12 est rendue conductrice, et le cycle précédemment décrit est répété indéfiniment*
Le potentiel unidirectionnel pulsatoire qui apparaît ainsi aux bornes de la self 14, est appliqué sur l'enroulement primaire du transforma- teur 16, en produisant ainsi un potentiel alternatif dans le circuit récepteur 11.
Bien qu'on ait représenté le circuit de décharge de la capacité 13 comme comprenant la self 14 et la résistance 15, il est évident que la self 14 peut être supprimée, si coile désire. Dans ce cas, il suffit que la résis- tance 15 soit suffisante pour que le courant de la source 10, à travers la va} ve 12, ait une intensité inférieure à la valeur critique de la valve 12. Mais avec l'un ou l'autre système, la durée requise pour décharger la capacité 13, et en conséquence la fréquence du débit de courant périodique, sont détermin- nées principalement par la valeur de la résistance 15.
Lorsque 15 a sa valeur minimum, elle doit être suffisante, en combinaison avec la réctance 14, pour limiter le courant pris à travers la valve 12 à une valeur inférieure à la va- leur critique de la valve, à l'expiration de la période requise pour charger la capacité le*
L'équipement précédemment décrit est particulièrement approprié pour fonctionner sur un circuit à courant continu, mais il peut aussi être alimenté par un circuit à courant alternatif.
Dans la variante représentée fig.2, le circuit de charge de le
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capacité 13 comprend la self 14 et la résistance 15; elle est déchargée di- rectement à travers la valve 12. La grille de commande de la valve 12 est re- liée, à travers la résistance 17 de limitation, à la liaison entre la self 14 et la résistance 15.
Le fonctionnement de cet équipement est similaire à ce- lui qui a été précédemment décrit, sauf que ler périodes de charge et de dé- charge sont inversées, c'est-à-dire que la capacité 13 est chargée lentement par la source 10, à travers la self 14 et la résistance 15, jusqu'à ce qu'alla atteigne un potentiel déterminé à l'avance. En ce point, le potentiel appliqué à la résistance 15, entre la grille de commande et la cathode de la valve à décharge 12, a diminué jusqu'àd une valeur appropriée pour rendre la valve 12 conductrice, et la capacité 13 se décharge rapidement à travers la valve 12.
Lorsque la capacité 13 a été déchargée d'une manière à peu près complète, le courant traversant la valve 12 est automatiquement coupé, comme explique oi- dessus, et le cycle est répété indéfiniment*
L'équipement de la Fig.3 permet d'améliorer la forme d'onde ob- tenue, il prend l'énergie sur un circuit 20 alimenté en courant continu ou 811 ' courant alternatif, et la transforme an courant''alternatif dont l'onde cet sen- siblement sinusoïdale et qui est fourni au circuit récepteur 21. Cet équipe- ment comprend une capacité 22 et un circuit pour charger cette capacité à par- tir du circuit 20, comprenant une self 23 et une valve à décharge 24.
Le circuit de décharge de la capacité 22 comprend une self 25 et une résistance 26, de préférence faible par rapport à celle des autres par- ties du circuit. Le circuit de grille de la valve 24 comprend un potentiel de polarisation positif pris sur la résistance 28, une prise mobile 29, et l'en-: ' roulement secondaire d'un transformateur de grille 27 dont l'enroulement pri- maire est relié en dérivation sur la résistance 26. Le circuit récepteur 21 peut être relié à l'un quelconque des divers éléments de circuit, mais il est de préférence relié en dérivation sur la capacité 22, au moyap d'un transfor- mateur 30 dans le circuit primaire duquel est reliée une capacité 30a, pour emp6cher toute composante à courant continu de saturer la carcasse du trans- formateur 30.
Le fonctionnement de cet équipement peut être plus facilement compris en examinant en même temps le diagramme de la Fig.4.
On suppose que, primitivement, le circuit 20 est désexcité, de sorte que la grille et la cathode do la valve 24 sont au marne potentiel.
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Lorsque le circuit 20 est excité, la valve 24 devient conductrice, et la ca- pacité 22 est chargée par l'intermédiaire de la self 23 et de la valve 24.
En raison de l'inductance de la self 23, le circuit de charge de la capaci- té 22 est oscillant, de sorte qu'elle se charge à un potentiel qui est à peu près double de celui du circuit 20. En même temps, un petit courant commence à S'établir dans la self 25 et la résistance 26, mais en raison de la cons- tante de temps plus grande de ce circuit, le courant qui y passe ne s'élève pas à uns valeur notable lorsque la capacité 22 est complètement chargée.
Quand le courant s'annule dans le circuit do charge, de sorte qu'aucun potentiel n'est appliqué à la self 23, l'anode de la valve 24 de- vient négative par rapport à sa cathode, avec le résultat que le courant est coupé instantanément* En même temps, la capacité 22 commence à se décharger à travers la self 25 et la résistance 26. La chute de potentiel sur la ré- sistance 26, résultant de ce courant de décharge, est appliquée entre la grille et la cathode de la valve 24 au moyen du transformateur 27, et ce po- tentiel possède une polarité de nature à rendre la grille de la valve 24 né- gative par rapport à sa cathode.
Ce potentiel négatif de grille est maintenu jusqu'à ce que le courant ait été complètement réduit dans le circuit de dé- charge, c'est-à-dire jusqu'à ce que l'énergie de la capacité 22 ait été entié ramant transférée à la self 25 et soit revenue à la capacité 22, en chargeant celle-ci dans une direction opposée à celle correspondant à la charge primi- tive*
Lorsque la capacité 22 commence à se décharger en sens opposé, le courant passant dans la résistance 26 est inversé, et en conséquence la potentiel appliqué à la grille de la valve 24 est rendu positif par rapport à sa cathode, et la valve 24 devient conductrice.
La capacité 22 est de nou- veau chargée par la source 20, à travers le circuit de charge oscillant, et ce courant est de nouveau coupé lorsque la capacité 22 devient chargée à son potentiel positif maximum, et ce cycle est répété indéfiniment*
En se reportant à la Fig.4, la courbs a représente le potentiel de la capacité 22, et la ligne droite représente le potentiel constant du circuit 20. Au cours de la durée s'étendant de zéro à X, le potentiel de la capacité 22 s'élève très rapidement jusqu'à sa valeur maximum.
Au point X, la capacité devient complètement chargée et se décharge ensuite plus lente-
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ment, en raison de la constante de temps plus grande du circuit de décharge au cours de la durée x - y.A l'instant y, elle est chargée à son potentiel maximum de polarité opposée, et juste lorsque le courant commence à s'inver- ser à travers la capacité 22 et la résistance 26, la valve 24 est rendus con- ductrice et la capacité 22 se charge très rapidement par la source 20 au cours de la durée y à z.
La capacité se décharge alors lentement, et le cycle est répété*
Dans la même Fig.4, la courbe c'représente le courant de charge venant de la source 20, et la courbe d représente le courant dans le circuit de décharge de la capacité'' Il est facile d'observer que la fréquence du cou- rant périodique peut être déterminée par les constantes des divers éléments des circuits* D'après lessourbes de la fig.4 on voit que la constante de temps du circuit de charge doit être suffisamment petite pour permettre à la capacité 22 d'être chargée de manière à peu près complète, avant que le cou- rant passant dans la self 25 ne s'élève jusqu'à une valeur suffisante pour maindenir une décharge à travers la valve 34, c'est-à-dire à l'instant x et % sur la Fig.4.
Cela constitue dans l'équipement considéré, une limitation au point de vue de l'obtention du potentiel oscillant de la capacité 22 ayant une onde sinusoïdale* Mais si la valve 24 est agencée de manière à nécessiter. une excitation positive de grille pour devenir conductrice, et si la polari- sation positive du circuit de grille est retirée ou suffisamment réduite, . l'instant auquel la valve 24 est rendue conductrice peut être retardé jusqu'à :
un instant compris entre y et z, c'est-à-dire jusqu'à ce que le courant pas- sant dans la résistance 26 ait été élevé à une valeur suffisante pour appliqua* un potentiel positif approprié sur la grille de la valve 24, Dans ces condi- tions, la décharge oscillante de la capacité 22 persiste pendant une partie plus grande du cycle complet, et le potentiel/oscillant est plus voisin d'une onde sinusoïdale*
Les variantes de l'invention représentées Fig.5 et 6 , peuvent être plus facilement adaptées à cette excitation retardée de la valve électri- que*
Dans la variante de la Fig.5, la capacité 22 est chargée par la source 20, par l'intermédiaire d'une self 23 et une valve 24, et se décharge à travers une self 25,
comme dans l'équipement de la fig.31 toutefois, dans la
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variante de la Fig.5, la résistance 26 peut âtre supprimée, si on le désire.
La grille de la valve 24 est reliée à son anode par l'intermédiaire d'un dis- positif 31 unilatéralement conducteur, tel que par exemple un redresseur à con tact. La grille est également reliée à la cathode de la valve 24 par l'inter- médiaire d'une capacité 32. Un circuit, pour charger la capacité 32 par la source 20, comprend la résistance variable 33, de préférence trés élevée. Com- me dans l'équipement de la Fig.3, un circuit récepteur peut être brnché sur l'un quelconque des divers éléments de circuit, mais est de préférence relié sur la capacité 22.
Le fonctionnement de cet équipement est similaire à celui décrit en regard de la fig.3 Lorsque l'anode de la valve 24 devient négative sous l'effet du circuit oscillant de charge de la capacité 22, la grille est aussi rendue négative à travers la dispositif 31 unilatéralement conducteur , c'est-à-dire un redresseur, et la capacité 32 est chargée à un potentiel néga- tif.
Lorsque la capacité 22 commence à se décharger à travers la self
25, la valve 24 est maintenue non conductrice, en raison de la charge négative appliquée à sa grille. Mais la charge négative appliquée à la capacité 32 s'é- chappe lentement à travers la résistance 33, et cette capacité se charge à un potentiel positif. Dès que la grille atteint le potentiel approprié, la valve
24 devient conductrice, et le cycle est répété. Par un réglage approprié de la valeur de la résistance 35, la valve 24 peut être rendue conductrice à un instant ou point désiré quelconque dans la décharge oscillante de la capaptté 22.
Pour se rapprocher davantage de l'onde sinusoïdale, il est dési- rable que l'excitation de la valve 24 soit retardée jusqu'à un point, de la décharge oscillante de la capacité 22, auquel cette dernière est de nouveau chargée à la même polarité qu'au cours de sa charge par la source. Ce point dans les courbes de lafig.7, est représenté à l'instant dans lesquelles les lettres de référence sont les mêmes que dans la Fig.4. La durée au cours de laquelle cette excitation de la valve 24 peut être retardée, est limitée par la quantité d'énergie qui doit être reçue de la source 20, en vue de maintenir le circuit en fonctionnement et qui dépend, à son tour, des pertes dans ce circuit et de l'énergie qui a été prise sur le circuit récepteur.
Mais si le circuit est destiné à fournir le potentiel de polari- sation de grille d'un autre appareil transformateur d'énergie électrique uti-
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lisant dos valves à décharge, la quantité d'énergie débitée par lui peut être réduite à une valeur minimum, et le point 1 peut être très rapproché du point dans la décharge oscillante de la capacité, auquel son potentiel est égal à celui de la source 20.
Ce potentiel auquel la valve est agencée pour être exci- tée, est indiqué par la ligne sur la Fig.7
Dans la variante représentée Fig.6, la capacité 22 est chargée par la source 20, par l'intermédiaire de la self 23 et de la valve 24, et se décharge à travers la self 25, comme dans le précédent système* Mais dans cette variante, la grille de la valve 24 est reliée à la cathode, par l'intermédiaie d'une batterie de polarisation Négative 41 et de l'enroulement secondaire d'un' transformateur de saturation 40,
L'enroulement primaire du transformateur 40 comprend une réais- tance 42 de limitation d'intensité, le potentiel appliqué à la self 25 et vue source de potentiel constant, qui peut être dérivé d'une batterie ou, comne représenté, d'un potentiomètre comprenant une résistance 43 reliée en dériva- tion sur la source 20,
et une prise ou liaison variable 44 Une petite capaci- té 45 est reliée entre l'anode et la grille de la valve 84, pour faciliter l'a morçage de l'équipement. Un circuit récepteur peut être relié en dérivation sur l'un quelconque des divers éléments de circuit, de préférence sur la capa- cité 22.
Le fonctionnement de cet équipement est similaire à celui décrit précédemment, sauf en ce qui concerne les moyens pour obtenir une excitation de grille appropriée de la valve 24.
Lorsque le circuit 20 est sous tension, le courant de charge des capacités 45 et 22 traverse l'enroulement secondaire du transformateur de gril le 40 et la batterie 41 de polarisation négative, dans le circuit de grille*
La chute de potentiel aux bordée de l'enroulement secondaire du transformateur 40 est d.irigée dans un sens opposé à celui de la batterie 41 de polarisation négative, et est suffisante pour la surmonter et rendre la val ve 24 conductrice-
La capacité 22 est chargée par la source 20, comme dans les cas précédents, et lorsqu'elle est complètement chargée, elle coupe le courant passant dans la valve 24.
La capacité 22 se décharge alors à travers la self 25, et cette décharge continue jusqu'en un point tel que le potentiel de la capacité 22 possède la marne polarité que celui auquel elle a été précédemment
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chargée et une grandeur égale à celle du potentiel dasn le circuit primaire du transformateur 40, dérivé du potentiomètre 43'
Dès que ce potentiel est passé, le courant traversant l'enroule- ment primaire du transformateur 40 est inversé, et du fait que co transforma- tour fonctionne on un point très supérieur à la saturation, une courte impul- sion positive de potentiel positif est induite dans l'enroulement secondaire, avec une valeur suffisante pour surpasser la polarisation négative de la bat- terie 41, et pour rendre conductrice la valve 24.
Ce cycle est alors répété indéfiniment. Le potentiel auquel la valve est rendue conductrice, c'est-à-dire la potentiel dérivé du potentiomè- tre 43, est représenté par la ligne 9- sur la fig.7, tandis que les autres cour- bes représentent les mêmes caractéristiques que celles qui ont été décrites en regard de la Fig.5.
La Fig.8 représente une autre variante dans laquelle de l'énergie (courant continu ou courant alternatif) prise sur le circuit 50 est transfor- mée en courant périodique de fréquence variable transmis au circuit récepteur 51. Cet équipement comprend une self 52, une valve à décharge 53 et une capa- cité 54 reliées en série entre elles, et en dérivation sur le circuit ainsi qu'une résistance variable 55 et une self 56 reliées en parallèle sur la capa- cité 54.
La valve 53 est similaire aux valves décrites ci-dessus. La grille de la valve 53 est reliée à la borne de la capacité 54 qui est reliée à la source 50, par exemple à courant continu. Ce circuit de grille peut comprendre la résistance 57 de limitation d'intensité et une batterie réglable 58 de po- larisation positive, bien que, pour des valves offrant certaines carractéristi- ques ou pour certains fonctionnements, désirés de l'équipement, la batterie 58 puisse être supprimée.
Bien que le circuit récepteur 51 puisse être relié sur une partie quelconque des circuits de charge et de décharge, il est de préférence relié en dérivation sur la capacité 54 par l'intermédiaire d'un transformateur 59 et d'une capacité 60, pour empêcher que du courant continu ne passe dans l'enrou- lamant primaire du transformateur 59.
Pour expliquer le fonctionnement de cet équipement, on suppose que le circuit 50 est primitivement sans tension. Dans cette condition, la grille de la valve 53 est positive par rapport à asa cathode, le circuit de
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grille se fermant par la résistance 57, la batterie 58 de polarisation pool- tive, la self 56 et la résistance 55, de sorte que, dès que la source 50 est mise sous tension, la valve 53 est rendue conductrice pour fournir du courant ' de charge à la capacité 54.
Pour faciliter la compréhension du fonctionnement de cet équipe-' ment, on se reporte à la fig.9 dans laquelle la courba A représente le poten- tiel sur la capacité 54, la courbe B le potentiel de la source 50, et la cour-' - be C la courant de charge de la capacité 54. La partie x-x de la courbe a re- présente le potentiel de la capacité 54 au cours de la partie de charge de la période du courant périodique*
En raison de l'inductance de la self 52, qui a pour effet de ren- dre oscillant le circuit de charge, la capacité est chargée à un potentiel à peu près double de celui de la source 50, comme visible Fig.9.
Dès que l'éner- gie de la self 52 a été entièrement transmise à la capacité 54, le courant est instantanément coupé dans la valve 53, car le potentiel de la capacité 54 dans le circuit série constitué par le circuit de charge et la source 50, est de nature à rendre l'anode de la valve 53 négative par rapport à sa cathode La capacité 54 commence alors à se décharger lentement à travers la résistance 55 et la sel 56, cette décharge étant représentée par la partie x-x de la courbe ' A de la Fig.9.
La vitesse de décharge de la capacité 54, et en conséquence la.¯¯ fréquence du courant périodique, peuvent être facilement déterminées par un réglage approprié de la valeur de la résistance 55. Si l'on désire créer une fréquence très basse, la valeur de la résistance 55 doit être très élevée, et on peut supprimer la self 56, mais pour des fréquences plus élevées, celle-ci est nécessaire afin de limiter le courant (qui se crée dans le circuit de dé- charge au cours de la charge de la capacité 54, tandis que la valve 53 est con ductrice) à une valeur inférieure à celle qui est requise pour maintenir une décharge dans la valve 53.
11 suffit que l'impédance combinée de la résistance 55'et de la réactance ou self 56 soit suffisante pour limiter le courant traversant la valve 53, à unevaleur inférieure à celle qui est requise pour maintenir une décharge dans la valve, à l'expirait on de la durée requise pour charger la ca- pacité 54.
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Dans las explications précédentes, on a supposé que la batterie de polarisation 58 a été supprimée ou réglée à une valeur telle que la valve 55 est rendue conductrice lorsque la capacité 54 a été complètement déchargée* Mais il est évident que, par un réglage approprié de cette polarisation posi- tive variable dans le circuit de grille de la valve 53, la valve peut être rendue conductrice en un point intermédiaire antre les points y-z, de sorte que la capacité est rechargée par la souree 50 avant d'avoir été entièrement déchargée.
Ceci aurait évidemment pour effet d'augmenter la fréquence du po- tentiel périodique apparaissant aux bornes de la capacité 54; par conséquent, la fréquence du potentiel appliqué au circuit récepteur 51 peut être variée par un réglage de la résistance 55 ou de la batterie de polarisation 58, ou par une combinaison de ces deux opérations.
Au sujet de la variante de la Fig.10, concernant l'application de l'invention à un système télémétrique,voici d'abord les différences entre cet équipement et celui de la Fig.8; les circuits do charge et do décharge sont interchangés, c'est-à-dire que le circuit de charge est non-oscillant et que le circuit de décharge est de préférence oscillant; dans cet équipegent la grille de la valve 53 est raliéa à la borne de la capacité qui est reliée à l'anode de la valve, au lieu que ce soit à la boune reliée à la cathode; la batterie réglable 58 de polarisation est remplacée par une patterie 63 et un potentiomètre 64 qui sont munis de prises ou de liaisons réglables 65 et 66.
On peut ainsi obtenir une commande très sensible du potentiel de la grille de la valve 53. Le circuit 50 est alimenté par une source 67 à courant alterna- tif à travers le transformateur 68 et les redresseurs 69 qui peuvent être d'un quelconque des divers modèles connus.
Le fonctionnement de cet équipement est similaire à celui de la Fig.8, et les courbes de la Fig.9 représentent ses caractéristiques opératives si l'axe des temps est inversé et si la ligne B est priso comme axe de poton- tiel; en d'autres termes, la capacité 54 est chargée lentement à un potentiel déterminé à l'avance, après quoi la valve 53 est rendue conductrice, et il so produit ensuite une décharge oscillante à travers la valve 53 et l'enroulement primaire 61 du transformateur 62 qui charge la capacité 54: à un potentiel op- poaé à peu près égal à celui auquel elle a été. chargée purrla source.
Comme précédemment, la fréquence du potentiel variable aux bornes de la capacité 54, peut être réglée par réglage de la valeur de la résistance
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55, ou des connexions 65 et 66 du système de polarisation batterie-potentio- mètre, ou par une combinaison de ces deux réglages. Etant donné que, dans l'équipement du circuit A, il n'y a pas de valve interposée entre'la capacité
54 et le circuit 50, le redresseur 69 doit,être utilisé si la source d'énergie est constituée par du courant alternatif.
L'équipement du circuit B est similaire à celui de la fig.8 saut le circuit de grille de la valve 53 qui comprend une capacité 54, une batterie
70 de polarisation négative, l'enroulement secondaire du transformateur 71, . dont l'enroulement primaire est alimenté ou excité par les impulsions de cou- rant transmises du circuit A Un mesureur 72 de courant continu est interposé dans le circuit de décharge de la capacité 54 pour indiquer le courant moyap passant dans ce icircuit de décharge.
Le fonctionnement de cet équipement est analogue à celui de la Fig.8, sauf que la fréquence est commandée par celle des impulsions de courant fournies à la grille de la valve 53 par le transformateur 71. S'il arrive que cette fréquence soit inférieure à la fréquence naturelle du circuit comme dé- crit en regard de la Fig.8, il se produit un intervalle de temps entre les pé- riodes successives du potentiel périodique apparaissant aux bornes de la capa- cité 54, tandis que, si la fréquence du circuit A est supérieure à celle du circuit B, la décharge de la capacité 54 du circuit B est coupée en un.point compris entre y et x ;
mais dans les deux cas, le courant moyen passant dans le circuit de décharge, qui est celui représenté par la courbe c de la Fig.9. varie en fonction directe de la fréquence du courant périodique du circuit B qui, à son tour, dépend de la fréquence du circuit a
Le fonctionnement du système télémétrique de la Fig.10 peut alors être facilement compris :La vitesse de charge de la capacité 54, et en consé- quence la fréquence du courant périodique créé par le circuit A, sont direc- tement proportionnelles au potentiel du circuit 50. Si la quantité électrique devant être mesurée est un potentiel continu, elle peut évidement être appli" . quée directement sur le circuit 50.
Lorsque la quantité devant être mesurée @ est un courant continu, elle peuttraverser une résistance ou un potentiomètre, . et la circuit 50 est excité aux bornes de cette résistance, de telle sorte que , la fréquence du circuit A est déterminée par le courant passant dans la réais- tanoe.
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Lorsque la quantité devant être mesurée est une quantité alterna- tive telle que, par exemple, un potentiel ou une intensité, elle peut passer à travers un transformateur de potentiel ou un transformateur série, et elle est ensuite redressée avant d'âtre appliquée au circuit 50.
Par divers autres expédients, on voit que la fréquence du courant périodique créé par le circuit A peut être rendue proportionnelle pratiquement à une quantité ou grandeur électrique quelconque. Il convient d'observer que le circuit transmetteur 73 est relié dans la circuit de décharge de la capacié 54, par l'intermédiaire du transformateur série 62, de sorte que le circuit transmetteur reçoit seulement les impulsions de courant C de la Fig.9.
Ces im- pulsions transmises sur le circuit 73, sont appliquées à la grille de la valve
53 du circuit b au moyen du transformateur 71 et elles commandent et réglant la fréquence du courant périodique créé par ce circuit, comme expliqué ci- dessus*
Le mesureur 72 de courant continu, qui indique la valeur moyenne du courant de décharge de la capacité 54, qui à son tour dépend de sa fréquen- ce, donne la lecture de la grandeur ou quantité électrique au moyen de laquel- le le circuit 50, du circuit 1, est aliments.
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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P% FXcTL0iiggàùNTs TO EQUIPMENT. GENJ <JBAT1! XJES DE CO A; LT DEVICES AND CIRCUITS: GRTd.TIFS and PERIODIC.
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- 'The present invention is aimed at improvements to the equipment, apparatus and circuits that generate alternating currents and in particular to ci1'ou1 ..; of this kind using electric discharge valves to create periodic oOUràntRs the frequency of which can vary between relatively short limits8 Many systems have already been proposed for creating periodic oeot¯ (/ # ÉÔµ by means of electrical circuits containing valves or tubes to.
M electric charge- Some systems using electric discharge tubes: 1qu pure, with which a limited flow can only be obtained at voltages VsùÙµf
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* Other systems using ionized vapor discharge tubes with the drawback of faulty operation in the event of large variations in the frequency of the periodic current discharged *
To this end, the invention provides improved electrical circuits comprising discharge tubes, which overcomes the previously exposed drawbacks of the systems of the prior art, and whose operation is simple and reliable, over a wide range. values for frequency variations.
Equipment according to the invention comprises a capacitor provided with a charging circuit and a discharging circuit; an electric discharge valve, provided with a control electrode and which is inserted in one of the circuits, but the other circuit contains an impedance having a variable resistance component; the gate circuit of the electric valve, depends on the load applied to the capacitor, so that the valve can be made conductive to transmit current from one circuit to another, when the capacitor has reached a voltage determined in advance.
The flow circuit can be bypassed on the capacity or on a part of the charge or discharge circuit. The frequency of the periodic current created by the circuit can easily be set over a wide range by suitable variation of the resistance of the circuit.
In a modified form, the invention makes it possible to obtain a substantially sinusoidal alternating current, when direct to alternating instead of alternating to alternating of a different frequency.
For this purpose, recourse is had to a capacitor intended to be charged by an alternating or direct current source, via an electric valve and an oscillating circuit. An oscillating discharge circuit is also provided for the capacitor. The gate circuit of the electric valve is connected to a point of the two capacitance circuits which is negative with respect to the cathode of the tube, or it receives a negative voltage from one of these capacitance circuits, for a determined proportion to advanced the oscillating discharge, capacitors, in order to maintain the electric valves in the non-conductive state during this period and thus to prevent any transmission of energy from the source, through the capacity circuit.
The period during which the electric valve is kept in the non-conductive state is at least that which is necessary for the capaci-
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tee discharges to the potential zac- and is charged to its maximum potential in the opposite direction, by the oscillating energy of the discharge circuit! it can be increased to the time required to re-charge the capacitor with the energy of the oscillating circuit approximately to the potential of the source *
The capacitor charging circuit preferably has a much shorter natural period than the discharging circuit, so
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such that when the point on the oscillating discharge curve of the capacitor at which the electric valve is made conductive,
approphe of the source potential, the length of time that energy is transmitted from the source to the capacitance circuit approaches zero, and the waveform of the oscillating current approaches that of a sine wave.
In order to facilitate the adjustment of the frequency obtained, use can be made of another variant of the invention in which the capacitor com = carries a charging circuit and a discharging circuit, one of which is oscillating and contains an electric valve. , while the other circuit is non-oscillating and contains a variable resistor which is one of the elements by which the frequency of the periodic current created can be adjusted.
The frequency of the periodic current created by the circuit can be easily set over a range. range, by an appropriate variation of resistance in the non-oscillating circuit or by variations of the polarization in the gate circuit of the electric valve *
This variant can be applied in a telemetering system, for example by means of which the value of an electrical quantity or quantity
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can be indicated remotely 'In this arrangement, the circuit object of the m-? vention is used at the transmitting station to create a periodic current which
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:
... '? varies according to the value of the electrical quantity that we want to measure
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This periodic current is transmitted to a receiving station in which UIl8, '. slightly modified form of the circuit to create a periodic current, is used to create a current whose frequency is determined by that of the oQu rant created or supplied by the first circuit, while the mean current 0. unidirectional periodic current created by the second circuit, has W8 va '1, r. " .; ' ; fi.? 5 their frequency dependent. By measuring the average value of the current ax6 $ g; A by this last circuit, we obtain an indication of the electrical quantity at> -4 the transmitting station. <'- "¯, i" y, 4; a: ".
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In all of the above variants, these are so-called "inverters" systems with a single valve associated with a capacitor whose discharge or charge speed is controlled by an adjustable resistor *
The new characteristics and the advantages of the invention will be better understood by referring to the following description and to the drawings which accompany it, given simply by way of non-limiting example, and in which;
The 'Fig. 1 and 2 are diagrams of equipment for providing periodic current.
Fig. 3 shows an equipment for creating an alternating current with approximately sine wave '
Fig. 4 is a graph relating to some circuit characteristics of Fig. 3 *
Figures 5 and 6 relate to variants of the invention, by which an alternating current can be obtained, the wave of which more closely approximates the sinusoidal form.
FIG. 7 is a diagram relating to the circuits of the equipment of FIGS. 5 and 6.
The'Fig. 8 is the diagram of an equipment for creating a periodic current of variable frequency.
Fig. 9 is a diagram relating to certain characteristics of this equipment.
Fig. 10, finally, is the diagram of an equipment for creating periodic courart applied to a telemetry system.
The equipment shown in Fig.l is intended to receive direct current or alternating current from circuit 10, to transform it into periodic current at variable frequency, and to transmit it to the receiver circuit 11.
This equipment comprises an electric discharge valve 12 and a capacitor 13 connected in series with it and with the source 10, a reactance 14 and a variable resistor 15 connected in series with each other and in parallel with the capacitor.
The discharge valve 12 is provided with an anode, a cathode and a control grid and is preferably of the vapor discharge type * The grid of the valve is connected, via a limitation resistor 17, next to the source 10 which is joined to the capacitor 13.
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Receiver circuit 11 can be tap-connected to any of the various circuit elements, although it is preferably tap-connected to choke 14, via a transformer 16.
To explain the operation of the equipment described, it is assumed that circuit 10 is energized by direct current for example. Before current begins to flow, the gate of the valve 12 is connected to its cathode via the inductor 14 and the resistor 15, so that these two electrodes are at the same voltage.
The valve 12 preferably has a characteristic such that the current passes between its anode and its cathode, with a positive anode potential, when its grid and its cathode are at the lead potential. In the case of an electric valve with a gate characteristic other than zero, a small polarization battery can be inserted in the gate circuit, so as to make the valve conductive, when its gate and its cathode are at the same potential. *
The current then passes from the source 10, through the valve 12 and rapidly charges the capacitor 13, the value of this current being limited only by the power of the source, the resistance of the valve 12 and the capacitance of the capacitor 33. When the latter is charged to the potential of the source 10, the current is reduced to practically zero.
At the same time, a small current flows through valve 12 to the circuit comprising resistor 15 and inductor 14, but the impedance of this circuit is proportioned so that the current flowing in this circuit does not reach a high value at the same time. during the time required to charge capacitor 13. At this point, almost all of the potential of source 10 appears on capacitor 13, with the result that a high negative potential is supplied to the gate of the capacitor. valve 12. "-r'ß '
It is known that a determined potential is required to maintain an arc discharge in an electric steam valve, and that it is approximately equal to the drop in the valve. However, for very small currents, the internal resistance of a steam relief valve increases significantly.
As a result, when the current in a steam valve drops below a predetermined value, the arc is automatically extinguished, and the valve becomes non-conductive at this minimum value of current required to maintain an arc, will be referred to hereinafter as the critical valve current value. We also know that the grid of an electric valve
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that does not act on the intensity of the current flowing through the valve, when the discharge has been initiated, but that if the current in the valve becomes very weak, it can be cut off by applying a high negative potential to the grid of the valve.
In the equipment described, these two effects are combined to cut off the current in valve 12, when capacitor 13 becomes almost fully charged. When the valve 12 becomes non-conductive, the capacitor 13 begins to discharge through the resistor 15 and the inductor 14. The time required for this discharge depends on the values of these elements; it increases with an increase in impedance of any of the circuit elements.
When the capacitor 13 is almost completely discharged, the gate potential of the valve 12 again approaches the potential of the cathode, the valve 12 is made conductive, and the previously described cycle is performed. repeated indefinitely *
The pulsating unidirectional potential which thus appears at the terminals of inductor 14 is applied to the primary winding of transformer 16, thus producing an alternating potential in receiver circuit 11.
Although the capacitor 13 discharge circuit has been shown as comprising choke 14 and resistor 15, it is evident that choke 14 can be omitted, if desired. In this case, it suffices that the resistance 15 is sufficient so that the current from the source 10, through the valve 12, has an intensity lower than the critical value of the valve 12. But with one or more the other system, the time required to discharge the capacitor 13, and consequently the frequency of the periodic current flow, are mainly determined by the value of the resistor 15.
When 15 has its minimum value, it must be sufficient, in combination with the reactance 14, to limit the current taken through the valve 12 to a value less than the critical value of the valve, at the expiration of the period. required to charge capacity on *
The equipment described above is particularly suitable for operating on a direct current circuit, but it can also be supplied by an alternating current circuit.
In the variant shown in fig. 2, the charging circuit of the
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capacitor 13 includes choke 14 and resistor 15; it is discharged directly through the valve 12. The control grid of the valve 12 is connected, through the limiting resistor 17, to the connection between the inductor 14 and the resistor 15.
The operation of this equipment is similar to that which was previously described, except that the charging and discharging periods are reversed, that is to say that the capacitor 13 is charged slowly by the source 10, through choke 14 and resistor 15, until alla reaches a potential determined in advance. At this point, the potential applied to resistor 15, between the control grid and the cathode of the discharge valve 12, has decreased to an appropriate value to make the valve 12 conductive, and the capacitor 13 rapidly discharges to through the valve 12.
When the capacity 13 has been more or less completely discharged, the current through the valve 12 is automatically cut off, as explained above, and the cycle is repeated indefinitely *
The equipment of Fig. 3 makes it possible to improve the waveform obtained, it takes the energy on a circuit 20 supplied with direct current or 811 alternating current, and transforms it into alternating current of which the wave of this substantially sinusoidal wave and which is supplied to the receiver circuit 21. This equipment comprises a capacitor 22 and a circuit for charging this capacitor from the circuit 20, comprising an inductor 23 and a discharge valve 24.
The capacitor discharge circuit 22 comprises an inductor 25 and a resistance 26, preferably small compared to that of the other parts of the circuit. The gate circuit of the valve 24 comprises a positive bias potential taken from resistor 28, a movable tap 29, and the secondary bearing of a gate transformer 27 whose primary winding is connected. in shunt on resistor 26. Receiver circuit 21 can be connected to any of the various circuit elements, but it is preferably shunted on capacitor 22, by means of a transformer 30 in the circuit. primary to which is connected a capacitor 30a, to prevent any direct current component from saturating the casing of the transformer 30.
The operation of this equipment can be more easily understood by looking at the diagram in Fig. 4 at the same time.
It is assumed that, initially, the circuit 20 is de-energized, so that the gate and the cathode of the valve 24 are at potential marl.
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When the circuit 20 is energized, the valve 24 becomes conductive, and the capacitor 22 is charged via the inductor 23 and the valve 24.
Due to the inductance of choke 23, the charging circuit of capacitor 22 is oscillating, so that it charges to a potential which is about twice that of circuit 20. At the same time, a small current begins to build up in choke 25 and resistor 26, but due to the greater time constant of this circuit, the current flowing through it does not rise to a noticeable value when the capacitance 22 is fully charged.
When the current is canceled out in the load circuit, so that no potential is applied to the inductor 23, the anode of the valve 24 becomes negative with respect to its cathode, with the result that the current is cut off instantly * At the same time, the capacitor 22 begins to discharge through the inductor 25 and the resistor 26. The potential drop across resistor 26, resulting from this discharge current, is applied between the grid and the resistor. cathode of valve 24 by means of transformer 27, and this potential has a polarity such as to render the gate of valve 24 negative with respect to its cathode.
This negative gate potential is maintained until the current has been completely reduced in the discharge circuit, that is to say until the energy of the capacitor 22 has been fully transferred rowing. to choke 25 and returned to capacitor 22, charging the latter in a direction opposite to that corresponding to the original charge *
When the capacitor 22 begins to discharge in the opposite direction, the current flowing through the resistor 26 is reversed, and as a result the potential applied to the gate of the valve 24 is made positive with respect to its cathode, and the valve 24 becomes conductive. .
The capacitor 22 is again charged by the source 20, through the oscillating load circuit, and this current is again cut off when the capacitor 22 becomes charged to its maximum positive potential, and this cycle is repeated indefinitely *
Referring to Fig. 4, the curve a represents the potential of the capacitor 22, and the straight line represents the constant potential of the circuit 20. During the period extending from zero to X, the potential of the capacitor 22 rises very quickly to its maximum value.
At point X, the capacitor becomes fully charged and then discharges slower -
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ment, due to the greater time constant of the discharge circuit over time x - y At time y, it is charged to its maximum potential of opposite polarity, and just when the current begins to reverse. Through capacitor 22 and resistor 26, valve 24 is made conductive and capacitor 22 charges very quickly by source 20 over time y to z.
The capacity then discharges slowly, and the cycle is repeated *
In the same Fig. 4, the curve c 'represents the charging current coming from the source 20, and the curve d represents the current in the discharge circuit of the capacitor' 'It is easy to observe that the frequency of the neck - periodic rant can be determined by the constants of the various elements of the circuits * From the curves of fig. 4 it can be seen that the time constant of the load circuit must be small enough to allow the capacitor 22 to be charged with more or less completely, before the current passing through the inductor 25 rises to a value sufficient to maintain a discharge through the valve 34, that is to say at the instant x and % in Fig. 4.
This constitutes in the considered equipment, a limitation from the point of view of obtaining the oscillating potential of the capacitor 22 having a sine wave * But if the valve 24 is arranged so as to require. a positive gate excitation to become conductive, and if the positive polarization of the gate circuit is removed or sufficiently reduced,. the instant at which the valve 24 is made conductive can be delayed until:
a time between y and z, that is, until the current flowing through resistor 26 has been raised to a value sufficient to apply an appropriate positive potential to the gate of valve 24 , Under these conditions, the oscillating discharge of capacitor 22 persists for a greater part of the complete cycle, and the oscillating potential is closer to a sine wave *
The variants of the invention shown in Figs. 5 and 6 can be more easily adapted to this delayed excitation of the electric valve *
In the variant of FIG. 5, the capacitor 22 is charged by the source 20, via an inductor 23 and a valve 24, and is discharged through an inductor 25,
as in the equipment of fig. 31, however, in the
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variant of Fig.5, the resistance 26 can be removed, if desired.
The gate of the valve 24 is connected to its anode by means of a unilaterally conductive device 31, such as for example a contact rectifier. The grid is also connected to the cathode of the valve 24 via a capacitor 32. A circuit, for charging the capacitor 32 through the source 20, comprises the variable resistor 33, preferably very high. As in the equipment of Fig. 3, a receiver circuit can be plugged into any of the various circuit elements, but is preferably connected to capacitor 22.
The operation of this equipment is similar to that described with regard to fig. 3 When the anode of the valve 24 becomes negative under the effect of the oscillating charge circuit of the capacitor 22, the grid is also made negative through the unilaterally conductive device 31, that is to say a rectifier, and the capacitor 32 is charged to a negative potential.
When the capacity 22 begins to discharge through the choke
25, the valve 24 is kept non-conductive, due to the negative charge applied to its gate. But the negative charge applied to capacitor 32 slowly escapes through resistor 33, and this capacitor charges to a positive potential. As soon as the grid reaches the appropriate potential, the valve
24 becomes conductive, and the cycle is repeated. By appropriate adjustment of the value of resistor 35, valve 24 can be made conductive at any desired time or point in the oscillating discharge of capacitor 22.
To come closer to the sine wave, it is desirable that the excitation of valve 24 be delayed to a point of the oscillating discharge of capacitor 22, at which the latter is again charged to the same. polarity that during its charge by the source. This point in the curves of Fig. 7, is represented at the instant in which the reference letters are the same as in Fig. 4. The time during which this excitation of the valve 24 can be delayed is limited by the quantity of energy which must be received from the source 20, in order to keep the circuit in operation and which depends, in turn, on the losses in this circuit and of the energy which has been taken from the receiving circuit.
But if the circuit is intended to supply the gate polarization potential of another electrical energy transformer
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Reading back discharge valves, the amount of energy delivered by it can be reduced to a minimum value, and point 1 can be very close to the point in the oscillating discharge of the capacitor, at which its potential is equal to that of the source 20.
This potential at which the valve is arranged to be energized is indicated by the line in Fig. 7.
In the variant shown in Fig. 6, the capacitor 22 is charged by the source 20, via the inductor 23 and the valve 24, and is discharged through the inductor 25, as in the previous system * But in this variant, the gate of the valve 24 is connected to the cathode, by the intermediary of a negative polarization battery 41 and of the secondary winding of a 'saturation transformer 40,
The primary winding of the transformer 40 comprises a current limiting resistor 42, the potential applied to the inductor 25 and seen as a constant potential source, which can be derived from a battery or, as shown, from a potentiometer. comprising a resistor 43 connected in shunt on the source 20,
and a variable plug or link 44 A small capacitor 45 is connected between the anode and the gate of the valve 84, to facilitate the starting of the equipment. A receiver circuit may be branched out to any of the various circuit elements, preferably over capacity 22.
The operation of this equipment is similar to that described above, except as regards the means for obtaining an appropriate gate excitation of the valve 24.
When the circuit 20 is energized, the charging current of the capacitors 45 and 22 passes through the secondary winding of the grill transformer 40 and the negative bias battery 41, in the grid circuit *
The potential drop across the side of the secondary winding of the transformer 40 is directed in a direction opposite to that of the negative bias battery 41, and is sufficient to overcome it and make the valve 24 conductive.
The capacitor 22 is charged by the source 20, as in the previous cases, and when it is fully charged, it cuts the current flowing through the valve 24.
The capacitor 22 is then discharged through the inductor 25, and this discharge continues until a point such that the potential of the capacitor 22 has the same polarity as that at which it was previously
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loaded and a magnitude equal to that of the potential in the primary circuit of transformer 40, derived from potentiometer 43 '
As soon as this potential has passed, the current flowing through the primary winding of transformer 40 is reversed, and because the transformator operates at a point much higher than saturation, a short positive pulse of positive potential is induced in the secondary winding, with a value sufficient to override the negative polarization of battery 41, and to make valve 24 conductive.
This cycle is then repeated indefinitely. The potential at which the valve is made conductive, that is to say the potential derived from potentiometer 43, is represented by line 9- in fig. 7, while the other curves represent the same characteristics as those which have been described with reference to Fig. 5.
FIG. 8 represents another variant in which the energy (direct current or alternating current) taken from circuit 50 is transformed into periodic current of variable frequency transmitted to receiver circuit 51. This equipment comprises an inductor 52, a discharge valve 53 and a capacitor 54 connected in series with each other, and in bypass on the circuit, as well as a variable resistor 55 and a choke 56 connected in parallel on the capacitor 54.
The valve 53 is similar to the valves described above. The gate of the valve 53 is connected to the terminal of the capacitor 54 which is connected to the source 50, for example direct current. This gate circuit may include current limiting resistor 57 and an adjustable, positive polarization battery 58, although for valves with certain characteristics or for certain desired equipment operations, battery 58 can be deleted.
Although the receiver circuit 51 can be connected to any part of the charge and discharge circuits, it is preferably bypassed to the capacitor 54 through a transformer 59 and a capacitor 60, to prevent that direct current does not flow through the primary winding of the transformer 59.
To explain the operation of this equipment, it is assumed that the circuit 50 is initially voltage-free. In this condition, the gate of the valve 53 is positive with respect to its cathode, the circuit of
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gate closing by resistor 57, battery 58 with pooling bias, choke 56 and resistor 55, so that as soon as source 50 is energized, valve 53 is made conductive to supply current ' load to capacity 54.
To facilitate the understanding of the operation of this equipment, we refer to fig. 9 in which the curve A represents the potential on the capacitor 54, the curve B the potential of the source 50, and the current curve. '- be C the charging current of the capacitor 54. The xx part of the curve represents the potential of the capacitor 54 during the charging part of the period of the periodic current *
Due to the inductance of the choke 52, which has the effect of making the load circuit oscillate, the capacitor is charged to a potential roughly double that of the source 50, as shown in Fig.9.
As soon as the energy of the inductor 52 has been entirely transmitted to the capacitor 54, the current is instantly cut off in the valve 53, because the potential of the capacitor 54 in the series circuit formed by the load circuit and the source 50, is such as to make the anode of the valve 53 negative with respect to its cathode The capacitor 54 then begins to discharge slowly through the resistor 55 and the salt 56, this discharge being represented by the part xx of the curve 'A of Fig. 9.
The rate of discharge of capacitor 54, and therefore the frequency of the periodic current, can be easily determined by proper adjustment of the value of resistor 55. If it is desired to create a very low frequency, the value of resistor 55 must be very high, and inductor 56 can be eliminated, but for higher frequencies, this is necessary in order to limit the current (which is created in the discharge circuit during charging of the capacity 54, while the valve 53 is conductive) to a value lower than that required to maintain a discharge in the valve 53.
It suffices that the combined impedance of the resistor 55 ′ and of the reactance or inductor 56 is sufficient to limit the current passing through the valve 53, to a value lower than that which is required to maintain a discharge in the valve, on expiration. of the time required to charge the capacity 54.
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In the foregoing explanations, it has been assumed that the bias battery 58 has been removed or set to such a value that the valve 55 is made conductive when the capacitor 54 has been fully discharged. But it is evident that by proper adjustment of As this positive bias varies in the gate circuit of valve 53, the valve can be made conductive at an intermediate point between points yz, so that the capacitor is recharged by source 50 before it has been fully discharged.
This would obviously have the effect of increasing the frequency of the periodic potential appearing at the terminals of the capacitor 54; therefore, the frequency of the potential applied to the receiver circuit 51 can be varied by an adjustment of the resistor 55 or of the bias battery 58, or by a combination of these two operations.
Regarding the variant of Fig.10, concerning the application of the invention to a telemetry system, here are first the differences between this equipment and that of Fig.8; the charging and discharging circuits are interchanged, i.e. the charging circuit is non-oscillating and the discharging circuit is preferably oscillating; in this equipegent the gate of the valve 53 is raliéa to the terminal of the capacitor which is connected to the anode of the valve, instead of being to the boune connected to the cathode; the adjustable polarization battery 58 is replaced by a terminal 63 and a potentiometer 64 which are provided with plugs or adjustable links 65 and 66.
Very sensitive control of the gate potential of the valve 53 can thus be obtained. Circuit 50 is supplied by an alternating current source 67 through transformer 68 and rectifiers 69 which may be of any one of several. known models.
The operation of this equipment is similar to that of Fig.8, and the curves of Fig.9 represent its operative characteristics if the time axis is inverted and if the line B is taken as the potential axis; in other words, the capacitor 54 is charged slowly to a predetermined potential, after which the valve 53 is made conductive, and it then produces an oscillating discharge through the valve 53 and the primary winding 61 of the valve. transformer 62 which charges the capacitor 54: to an oppo- rated potential approximately equal to that at which it was. loaded purrla source.
As before, the frequency of the variable potential across capacitor 54 can be adjusted by adjusting the value of the resistor.
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55, or connections 65 and 66 of the battery-potentiometer polarization system, or by a combination of these two settings. Since, in the circuit A equipment, there is no valve interposed between the capacity
54 and circuit 50, rectifier 69 should be used if the power source is alternating current.
The equipment of circuit B is similar to that of fig. 8 except the gate circuit of the valve 53 which includes a capacity 54, a battery
70 with negative bias, the secondary winding of transformer 71,. the primary winding of which is supplied or excited by the current pulses transmitted from circuit A A direct current meter 72 is interposed in the discharge circuit of the capacitor 54 to indicate the average current flowing in this discharge circuit.
The operation of this equipment is similar to that of Fig.8, except that the frequency is controlled by that of the current pulses supplied to the gate of the valve 53 by the transformer 71. If it happens that this frequency is lower than the natural frequency of the circuit as described with reference to Fig. 8, there is a time interval between the successive periods of the periodic potential appearing at the terminals of the capacitance 54, while, if the frequency of the circuit A is greater than that of circuit B, the discharge of the capacitor 54 of circuit B is cut off at a point between y and x;
but in both cases, the average current flowing in the discharge circuit, which is that represented by the curve c in Fig. 9. varies as a direct function of the frequency of the periodic current of circuit B which, in turn, depends on the frequency of circuit a
The operation of the telemetry system of Fig. 10 can then be easily understood: The charging speed of capacitor 54, and consequently the frequency of the periodic current created by circuit A, are directly proportional to the potential of the circuit. 50. If the electrical quantity to be measured is a direct potential, it can obviously be applied directly to the circuit 50.
When the quantity to be measured @ is a direct current, it can pass through a resistance or a potentiometer,. and circuit 50 is energized across this resistor, so that the frequency of circuit A is determined by the current flowing through the reagent.
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When the quantity to be measured is an alternating quantity such as, for example, a potential or a current, it can pass through a potential transformer or a series transformer, and it is then rectified before being applied to the circuit. 50.
By various other expedients, it is seen that the frequency of the periodic current created by circuit A can be made proportional practically to any electrical quantity or magnitude. It should be observed that the transmitter circuit 73 is connected in the discharge circuit of the capacitor 54, through the series transformer 62, so that the transmitter circuit receives only the current pulses C of Fig. 9.
These pulses transmitted on circuit 73 are applied to the gate of the valve
53 of circuit b by means of transformer 71 and they control and regulate the frequency of the periodic current created by this circuit, as explained above *
The direct current meter 72, which indicates the average value of the discharge current of the capacitor 54, which in turn depends on its frequency, gives the reading of the electrical quantity or quantity by means of which the circuit 50 , of circuit 1, is food.
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 one can deviate from them without thereby departing from the scope of the invention.