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La présente invention vise l'amplification des courants alternatifs, et plus particulièrement l'amplification par des dispositifs comportant des tubes à décharge électronique ou thermionique susceptibles de débiter
des puissances relativement élevées. Elle s'applique notamment aux amplifioateurs de fréquences audibles dans lesquelles un étage d'amplification de tension est relié en cascade à un étage d'amplification de puissance, les deux
étages comportant chacun un ou plusieurs tubes qui peuvent être de tout type
approprié.
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un amplificateur du type ci-dessus comportant des tubes à décharge d'une car- <EMI ID=3.1>
sidérable qu'on ne l'a pu faire jusqu'ici. Elle permet d'autre part Rétablissement d'amplificateurs comportant un dispositif de couplage, tels qu'un trans-
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pliquées à l'étage de'puissances, lesquelles tensions peuvent facilement dépas- ser la tension de polarisation de grille, de sorte que l'étage de puissance fonctionne avec des grilles positives.
Le transformateur de couplage intercalé entre l'étage d'amplification en tension et l'amplificateur de puissance peut être déterminé de telle manière que la résistance du secondaire vue à travers le primaire, c'est-
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d'entrée de l'amplificateur de puissance quand les grilles de ce dernier deviennent positives de sorte que 1' amplificateur de tension fonctionne à impédance anodique pratiquement constante.
On a jusqu'ici trouvé qu'on pouvait obtenir un accroissement considérable de la puissance débitée, avec des circuits de ce genre, en polarisant négativement la grille à une valeur telle qu'il ne passe pratiquement aucun courant anodique à vide, et en laissant les grilles devenir positives au
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cuits anodiques est formée de l'Impédance d'entrée de l'étage suivant vue à travers le secondaire du dispositif de couplage. Cette impédance de charge se modifie sensiblement par suite des variations d'Impédance de grille, lorsque les
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pour inconvénient de limiter la puissance débitée ou de nécessiter l'application de tubes de plus grande capacité, ou la mise en parallèle de plusieurs tubes pour suffire à la pointe de puissance.
Suivant la présente invention, la Société demanderesse a trouvé qu'en utilisant un élément de couplage par transformateur ayant une action régulatrice sur les variations d'impédance, on peut augmenter encore davantage le débit de puissance sans distorsion des tubes à décharge utilisés à l'étage de sortie, sans recourir à des.dispositifs de puissance nominale plus grande.
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avantages de l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent, donnés simplement à titre d'exemple non limitatif, et dans
lesquels La Fig.1 représente un amplificateur comportant une des formes préfères d'application de l'invention.
La Fig.2 représente l'application de l'invention à un simple amplificateur en cascade.
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circuit indiqué Fig.2.
La Fig.4 est une variante représentant un amplificateur établi suivant l'invention*
On voit (Fig.l) un transformateur élévateur 1 dont l'enroulement primaire 2 sert d'entrée au système et qui peut être excité par une onde de courant alternatif à potentiel variable, son secondaire 3 étant relié à l'électrode d'entrée d'un tube à décharge 4 pour appliquer la tension de l'onde alternative à ce tube. Le circuit de sortie ou de plaque 5 du tube 4 comporte une source appropriée de potentiel 6 et le primaire 7 d'un transformateur de couplage 8. Les ondes de potentiel à l'entrée, amplifiées par le dispositif 4 , sont transmises à travers le circuit de sortie 5 et l'élément de couplage 8, aux électrodes de réglage des deux. tubes 11 et 12 montés en push-pull sur le
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reliée, à travers une source de polarisation de potentiel 13, aux cathodes des deux tubes. Le transformateur fournit ainsi un élément de couplage entre le circuit de sortie de l'étage d'amplification de potentiel et le circuit d'entrée de l'étage de sortie monté en push-pull. Les anodes des tubes 11 et 12 sont reliées aux bornes opposées du primaire du transformateur 14 dont un point intermédiaire est relié à une source appropriée de potentiel anodique 15. Le secondaire 16 du transformateur de sortie 14 est disposé de telle façon qu'on peut le relier à un dispositif de sortie ou autre circuit d'utilisation non représenté*
Pour appliquer l'invention, on règle la source à potentiel négatif 13 à une valeur telle que les grilles des tubes 11 et 12 sont maintenues assez fortement négatives, par rapport aux cathodes, pour empêcher le passage du courant anodique à vide. Dans un amplificateur ainsi disposé, les alternances positives du dispositif d'entrée sont amplifiées par l'un des tubes 11 ou
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ondes étant combinées pour produire une onde sans distorsion amplifiée dans le secondaire du transformateur de sortie 16, ayant pratiquement la même forme que <EMI ID=11.1>
et 12 de devenir positives, accroissant ainsi l'amplitude parmisaible du courant alternatif appliqué. On a trouvé qu'un maximum d'énergie peut s'obtenir dans le circuit de sortie des tubes à décharge, avec un minimum de distorsion de l'onde de courant alternatif appliquée, si l'on pourvoit le transformateur de couplage 8 de secondaires 9 et 10 d'un rapport tel, par rapport au primaire 7, et ayant des impédances telles que l'impédance "réfléchie" dans le circuit de plaque du tube à décharge précédent, ne change que dans de très petites proportions quand les potentiels de grille des dispositifs de sortie passent d'une négative à une valeur positive pendant chaque alternance,
Four expliquer le fonctionnement et les caractéristiques du transformateur de couplage 8, on peut se référer à la Fig.2 qui représente une partie d'un ensemble amplificateur en cascade, et la Fig.3 qui reproduit l'équivalent électrique du circuit de la Fig.2. Le tube 17 est accouplé au dispositif à décharge électronique 19 par un transformateur 18 dont l'enroulement
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la forme t
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nement EU % lorsque les grilles oscillent de part et d'autre de leur tension normale, on peut écrire t
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De cette équation, on tire ,
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En désignant maintenant par k le coefficient de couplage du transformateur 8 et par tg � le rapport de la réactance du circuit d'entrée de l'amplificateur
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En pratique ,dans beaucoup de cas K Sin � diffère très peu de l'unité de sorte
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Pour toutes valeurs particulières du potentiel de polarisation de grille et du potentiel de plaque d'un circuit à décharge, l'impédance de plat
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Alors, pour toute valeur supposée en % du coefficient A, le rapport du nombre de tours des enroulements du transformateur se calcule pratiquement d'après l'équation ci-dessus. En appliquant la formule à un transformateur de couplage
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primaire et son secondaire. Ainsi, dans la Fig.l, le rapport des enroulements 7 et 9 peut être égal à celui que fournit l'équation ci-dessus.
On trouve en pratique que le rapport est généralement supérieur à l'unité, c'est-à-dire que le transformateur est réducteur de tension lersqu' on l'utilise avec les tubes actuellement sur le marché* Le secondaire ne doit pas avoir une résistance à courant continu trop élevée, car il en résulterait une distorsion en cas de changement de la tension de grille. Dans tous les cas, l'impédance du secondaire est pratiquement inférieure à l'impédance de grille du tube de sortie, quand la grille est à potentiel positif.
Dans l'application considérée Fig.4, on voit qu'un push-pull
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comme celui de la Fig.l. De même que dans les autres figures, le rapport des
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ni par l'équation*
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The present invention is aimed at the amplification of alternating currents, and more particularly the amplification by devices comprising electronic or thermionic discharge tubes capable of delivering
relatively high powers. It applies in particular to amplifiers of audible frequencies in which a voltage amplification stage is connected in cascade to a power amplification stage, the two
stages each comprising one or more tubes which may be of any type
appropriate.
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an amplifier of the above type comprising discharge tubes of a carbon- <EMI ID = 3.1>
amazing that we haven't been able to do it so far. It also allows re-establishment of amplifiers comprising a coupling device, such as a trans-
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The power stage is folded, which voltages can easily exceed the gate bias voltage, so that the power stage operates with positive gates.
The coupling transformer interposed between the voltage amplification stage and the power amplifier can be determined in such a way that the resistance of the secondary seen through the primary, i.e.
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input of the power amplifier when the gates of the latter become positive so that the voltage amplifier operates at substantially constant anode impedance.
It has heretofore been found that a considerable increase in the power output can be obtained with circuits of this type by negatively biasing the gate to such a level that practically no anode current passes off-load, and leaving the grids become positive at
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fired anode is formed from the input impedance of the next stage seen through the secondary of the coupling device. This load impedance changes significantly as a result of variations in gate impedance, when the
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the drawback of limiting the power output or of requiring the application of tubes of greater capacity, or the placing in parallel of several tubes to suffice for the peak power.
According to the present invention, the Applicant Company has found that by using a transformer coupling element having a regulating action on the variations of impedance, the power flow rate can be increased even further without distortion of the discharge tubes used in the process. output stage, without resorting to devices of greater nominal power.
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 FIG. 1 represents an amplifier comprising one of the preferred forms of application of the invention.
FIG. 2 represents the application of the invention to a simple cascade amplifier.
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circuit shown in Fig. 2.
Fig. 4 is a variant showing an amplifier established according to the invention *
We see (Fig.l) a step-up transformer 1 whose primary winding 2 serves as an input to the system and which can be excited by an alternating current wave with variable potential, its secondary 3 being connected to the input electrode a discharge tube 4 to apply the voltage of the alternating wave to this tube. The output or plate circuit 5 of the tube 4 comprises an appropriate source of potential 6 and the primary 7 of a coupling transformer 8. The potential waves at the input, amplified by the device 4, are transmitted through the. output circuit 5 and the coupling element 8, to the adjustment electrodes of both. tubes 11 and 12 mounted in push-pull on the
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connected, through a potential bias source 13, to the cathodes of the two tubes. The transformer thus provides a coupling element between the output circuit of the potential amplification stage and the input circuit of the output stage mounted in push-pull. The anodes of the tubes 11 and 12 are connected to the opposite terminals of the primary of the transformer 14, an intermediate point of which is connected to a suitable source of anode potential 15. The secondary 16 of the output transformer 14 is arranged in such a way that it can be connect to an output device or other user circuit not shown *
To apply the invention, the negative potential source 13 is adjusted to a value such that the gates of the tubes 11 and 12 are kept sufficiently strongly negative, with respect to the cathodes, to prevent the passage of the anode current at no load. In an amplifier thus arranged, the positive half-waves of the input device are amplified by one of the tubes 11 or
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waves being combined to produce a distortion-free wave amplified in the secondary of output transformer 16, having substantially the same shape as <EMI ID = 11.1>
and 12 to become positive, thereby increasing the permissible amplitude of the applied alternating current. It has been found that a maximum of energy can be obtained in the output circuit of the discharge tubes, with a minimum of distortion of the applied alternating current wave, if the coupling transformer 8 is provided with secondaries. 9 and 10 in such a ratio, with respect to the primary 7, and having impedances such that the impedance "reflected" in the plate circuit of the preceding discharge tube, changes only in very small proportions when the potentials of gate of the output devices change from a negative to a positive value during each alternation,
To explain the operation and characteristics of the coupling transformer 8, we can refer to Fig. 2 which represents part of a cascade amplifier assembly, and Fig. 3 which reproduces the electrical equivalent of the circuit of Fig. .2. The tube 17 is coupled to the electronic discharge device 19 by a transformer 18 whose winding
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the form t
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nement EU% when the gates oscillate on either side of their normal voltage, we can write t
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From this equation, we draw,
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By now denoting by k the coupling coefficient of transformer 8 and by tg � the ratio of the reactance of the input circuit of the amplifier
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In practice, in many cases K Sin � differs very little from the unit so
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For all particular values of the gate bias potential and the plate potential of a discharge circuit, the plate impedance
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Then, for any assumed value in% of the coefficient A, the ratio of the number of turns of the transformer windings is practically calculated according to the above equation. By applying the formula to a coupling transformer
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primary and secondary. Thus, in Fig.l, the ratio of windings 7 and 9 may be equal to that provided by the above equation.
It is found in practice that the ratio is generally greater than unity, that is to say that the transformer is voltage reducer when used with the tubes currently on the market * The secondary must not have a DC resistance too high, as it will result in distortion if the gate voltage changes. In all cases, the impedance of the secondary is practically less than the gate impedance of the output tube, when the gate is at positive potential.
In the application considered in Fig. 4, we see that a push-pull
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like that of Fig.l. As in the other figures, the ratio of
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nor by the equation *