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"Dispositif amplificateur thermoïonique".
La présente invention concerne un dispositif ampli- ficateur thermoionique et a pour objet un moyen d'augmenter l'énergie à courant alternatif sortant d'un tube amplificateur sans dépasser la dissipation anodique moyenne.
Dans le cas d'une dissipation anodique donnée, l'éner- gie à courant alternatif sortant d'un tube amplificateur peut être augmentée pour autant que l'énergie à courant continu soit diminuée en même temps. Pour une tension anodique donnée, on peut obtenir une diminution de l'énergie à courant continu dans le circuit de sortie en utilisant une tension de polari-
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sation négative. La valeur de cette tension de polarisation est, cependant, limitée par la condition suivante : tube doit travailler toujours dans une partie linéaire de la ca- ractéristique courant anodique-tension de grille, c'est-à- dire que la somme de la tension de polarisation négative et de la tension alternative maximum à amplifier ne doit pas être assez grande pour que le tube travaille dans une partie courbe de la caractéristique.
Dans les systèmes de couplage connus jusqu'à présent on applique en général des tensions constantes à l'anode et à la grille du tube amplificateur. La valeur de ces tensions dé- pend de la double condition qu'une tension anodique donnée ne doit pas être dépassée et qu'une tension maximum donnée doit pouvoir être encore amplifiée linéairement.
Quelle que soit la valeur de la tension alternative qui doit être amplifiée à un moment donné une énergie constante à courant continu sort d'un tube réglé de cette manière.
L'invention prévoit un dispositif dans lequel l'é- nergie à courant continu sortante n'est pas constante et dans lequel cette énergie est plus faible que dans le cas décrit ci-dessus, de sorte que pour un tube donné une énergie à cou- rant alternatif plus grande est admissible. Le dispositif am- plificateur qui fait l'objet de l'invention est caractérisé par une tension de polarisation qui varie avec la tension de signal à amplifier, de manière que lorsque les tensions de signal diminuent la tension de polarisation devient plus négative. Dans le cas de signaux faibles on applique donc aux tubes amplificateurs une forte tension de polarisation et dans le cas de signaux plus forts une tension de polarisation né- gative plus petite.
En tout cas cette tension de polarisation est choisie de manière que la somme de la tension de polari- Ration et de la tension à amplifier soit inférieure à une
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tension à laquelle le tube travaillerait dans une partie courbe de la caractéristique. De préférence, le réglage est tel que la somme des tensions de polarisation indiquée ci- dessus soit pratiquement constante et assez grande pour que le tube soit empêché de travailler dans une partie courbe de la caractéristique.
Cette disposition assure que dans le cas de signaux plus faibles l'énergie à courant continu sortante soit en même temps plus petite que dans le cas de signaux forts. Par suite, l'énergie à courant continu sortante tombe, tandis que l'é- nergie à courant alternatif sortante reste inchangée, de sorte que toute l'énergie sortante diminue et que le tube ne fonc- tionne pas à pleine charge. La tension de signal communiquée au primaire peut donc être augmentée (ce qui produit une am- plification de l'énergie à courant continu et de l'énergie à courant alternatif) jusqu'à ce que la charge admissible du tube soit atteinte de nouveau.
Le système de couplage suivant l'invention convient particulièrement bien pour les tubes destinés à débiter une grande énergie, par exemple pour les tubes de sortie d'un système d'amplification. L'invention permet d'augmenter l'énergie à courant alternatif sortant de tubes amplificateurs d'un genre donné.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée.
La figure 1 représente un tube amplificateur dans lequel la tension d'entrée redressée par un détecteur élec- trolytique est utilisée pour le réglage de la tension de pola- risation voulue.
La figure 2 représente le dernier étage d'amplifi- cation d'un appareil récepteur à batterie.
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La figure 5 représente un amplificateur de grande puissance alimenté en courant alternatif.
Sur la figure 1, 1 désigne un tube thermoïonique re- présenté comme étant un tube à grille-écran. Le circuit d'en- trée de ce tube comporte une impédance 2 qui est en même temps le secondaire d'un transformateur auquel les tensions à ampli- fier sont amenées. Un détecteur électrolytique 3 en série avec des condensateurs 4 et 5 est monté en parallèle avec cette impédance. De plus, le circuit d'entrée du tube com- porte encore des résistances 6 et 7 et une batterie 8. Le circuit de sortie du tube comporte une source de tension anodique et une impédance de sortie 9, par exemple un trans- formateur, à laquelle un haut-parleur peut être raccordé. La grille formant écran est reliée à une dérivation de la batterie de tension anodique.
Ce dispositif fonctionne comme suit :
Dans le cas où aucune tension alternative n'est amenée au transformateur d'entrée 2, la tension de polarisa- tion du tube 1 dépend de la valeur de la batterie 8 qui est assez grande pour que le courant anodique du tube 1 soit très faible. Lorsque des tensions¯ alternatives sont amenées au transformateur 2, le redresseur 3 est mis en service, de sorte qu'une chute de potentiel se produit dans la résistance 6 et que la tension au point 10 est donc positive par rapport à celle au point 11. La tension de polarisation du tube 1 devient donc moins négative.
Par un choix convenable de la valeur des résistances 6 et 7 en tenant compte du détecteur utilisé, on peut obtenir un réglage linéaire.
Dans l'exemple représenté, 3 désignait un détecteur électrolytique.Au lieu de'ce dernier, un détecteur thermoioni-
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que pourrait être utilisé. De plus, la tension de polarisation négative constante du tube 1 peut être fournie aussi bien par une batterie 8 que par un redresseur ou par une résistance intercalée dans le circuit de sortie. Les tubes utilisés peu- vent comporter des cathodes chauffées directement ou indi- rectement, alimentées en courant continu ou en courant alter- natif.
L'intercalation du détecteur dans le circuit d'entrée de l'amplificateur n'est pas obligatoire. En général, il y a même plus d'avantage à dériver les tensions à redresser du circuit de sortie de l'amplificateur, étant donné que les tensions se produisant dans le circuit d'entrée sont souvent trop faibles pour rendre possible un bon réglage et qu'en outre le montage du redresseur en parallèle avec le circuit d'entrée provoque une diminution assez grande de l'amplifica- tion. C'est pourquoi on redressera en général une partie de la tension de sortie assez grande pour que la tension de polarisa- tion du tube amplificateur soit constamment aussi négative que possible, mais pas suffisamment grande pour que le tube travaille dans une partie courbe de la caractéristique.
Le schéma de montage montré sur la figure 2 repré- sente le dernier étage d'un amplificateur à batterie et peut être utilisé, par exemple, pour un appareil radioélectrique portatif. Un appareil de ce genre est alimenté toujours entiè- rement en courant continu. Dans ce cas, il est important que les cathodes pour tous les tubes soient raccordées à la même source de tension. A cet effet on peut avoir recours au système de couplage représenté. Comme redresseur, on utilise un tube à trois électrodes 12 monté en détecteur à grille. Le circuit anodique de ce tube comporte une forte résistance 13. Dans le cas où aucun signal n'est communiqué au circuit d'entrée 2, le courant anodique du tube 12 est maximum.
Dans ce cas la chute
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de potentiel dans la résistance 13 est relativement grande et la tension de l'anode du tube 12 est donc basse. Au moyen d'un potentiomètre 14, 15 et 16 cette tension, augmentée de la tension d'une batterie 17, est amenée à la grille du tube. Par suite, la tension négative de la grille de ce tube est augmentée dans la mesure du possible. Lorsque dans ces circonstances une ten- sion alternative est amenée au circuit d'entrée du tube 1, il en résulte que la tension du circuit d'entrée du détecteur s'abaisse, que le courant qui parcourt la résistance 13 diminue et que la tension de l'anode du tube 12 devient donc plus gran- de. Par suite, la tension de polarisation du tube 1 devient moins négative. La tension de polarisation est égalisée par des condensateurs 18 et 19.
Les condensateurs 20 et 21 consti- tuent dans le circuit de sortie un potentiomètre capacitaire par lequel une partie voulue de la tension est amenée au tube détecteur. Dans ce cas, le condensateur 20 fait en même temps office de condensateur à grille pour ces tubes détecteurs.
Lorsqu'on utilise une lampe de sortie pour des puis- sances très grandes, on a de préférence recours à un dispositif du genre montré sur la figure 3. Dans ce cas, on utilise des tubes alimentés en courant alternatif. La tension de polarisa- tion du tube amplificateur est fournie par deux redresseurs qui., de préférence, sont disposés dans une seule ampoule et comportent une cathode commune. Le redresseur formé par la cathode 23 et l'anode 24 est raccordé à un enroulement du transformateur de réseau et fournit donc une tension redressée constante. Le redresseur formé par la cathode 23 et l'anode 25 est raccordé à une partie de l'impédance de sortie 9 du tube 1, d.e sorte que ce redresseur produit des tensions dont la vapeur dépend de la tension de signal.
Les deux tensions redressées sont égalisées de toute manière connue et sont amenées au
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circuit d'entrée du tube amplificateur en sens contraires, de sorte que la tension de polarisation de ce tube varie de la manière voulue avec l'intensité du signal.
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"Thermionic amplifier device".
The present invention relates to a thermionic amplifying device and relates to a means of increasing the AC power output from an amplifier tube without exceeding the average anode dissipation.
In the case of a given anode dissipation, the alternating current energy coming out of an amplifier tube can be increased as long as the direct current energy is decreased at the same time. For a given anode voltage, a decrease in the DC energy in the output circuit can be obtained by using a polarized voltage.
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negative sation. The value of this bias voltage is, however, limited by the following condition: tube must always work in a linear part of the anode current-gate voltage characteristic, that is to say that the sum of the voltage of negative polarization and the maximum alternating voltage to be amplified must not be large enough for the tube to work in a curved part of the characteristic.
In the coupling systems known hitherto, constant voltages are generally applied to the anode and to the gate of the amplifier tube. The value of these voltages depends on the double condition that a given anode voltage must not be exceeded and that a given maximum voltage must be able to be amplified further linearly.
Regardless of the value of the alternating voltage that needs to be amplified at any given time constant direct current energy comes out of a tube regulated in this way.
The invention provides a device in which the outgoing direct current energy is not constant and in which this energy is lower than in the case described above, so that for a given tube energy at neck - a larger alternative rent is admissible. The amplifier device which is the object of the invention is characterized by a bias voltage which varies with the signal voltage to be amplified, so that when the signal voltages decrease the bias voltage becomes more negative. In the case of weak signals, a strong bias voltage is therefore applied to the amplifier tubes and in the case of stronger signals a smaller negative bias voltage.
In any case, this bias voltage is chosen so that the sum of the bias voltage and the voltage to be amplified is less than one
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voltage at which the tube would work in a curved part of the characteristic. Preferably, the setting is such that the sum of the bias voltages shown above is substantially constant and large enough that the tube is prevented from working in a curved portion of the characteristic.
This arrangement ensures that in the case of weaker signals the outgoing DC energy is at the same time smaller than in the case of strong signals. As a result, the outgoing DC energy falls, while the outgoing AC energy remains unchanged, so that all the outgoing energy decreases and the tube does not operate at full load. The signal voltage communicated to the primary can therefore be increased (which produces an amplification of the direct current energy and the alternating current energy) until the allowable load of the tube is reached again.
The coupling system according to the invention is particularly suitable for tubes intended to deliver a great deal of energy, for example for the output tubes of an amplification system. The invention makes it possible to increase the alternating current energy coming out of amplifier tubes of a given type.
The description of the appended drawing, given by way of example, will make it clear how the invention can be implemented.
Figure 1 shows an amplifier tube in which the input voltage rectified by an electrolytic detector is used to set the desired bias voltage.
FIG. 2 represents the last amplification stage of a battery-powered receiver device.
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FIG. 5 represents a high power amplifier supplied with alternating current.
In Figure 1, 1 denotes a thermionic tube shown as a screen grid tube. The input circuit of this tube comprises an impedance 2 which is at the same time the secondary of a transformer to which the voltages to be amplified are supplied. An electrolytic detector 3 in series with capacitors 4 and 5 is connected in parallel with this impedance. In addition, the input circuit of the tube further comprises resistors 6 and 7 and a battery 8. The output circuit of the tube comprises an anode voltage source and an output impedance 9, for example a transformer, to which a loudspeaker can be connected. The screen forming grid is connected to a bypass of the anode voltage battery.
This device works as follows:
In the event that no AC voltage is supplied to the input transformer 2, the bias voltage of tube 1 depends on the value of battery 8 which is large enough so that the anode current of tube 1 is very low. . When alternating voltages ¯ are fed to transformer 2, rectifier 3 is put into operation, so that a potential drop occurs in resistor 6 and the voltage at point 10 is therefore positive with respect to that at point 11 The bias voltage of tube 1 therefore becomes less negative.
By a suitable choice of the value of resistors 6 and 7 taking into account the detector used, a linear adjustment can be obtained.
In the example shown, 3 denoted an electrolytic detector, instead of the latter a thermionic detector.
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that could be used. In addition, the constant negative bias voltage of the tube 1 can be supplied either by a battery 8 or by a rectifier or by a resistor inserted in the output circuit. The tubes used can include cathodes heated directly or indirectly, supplied with direct current or with alternating current.
The intercalation of the detector in the input circuit of the amplifier is not compulsory. In general, there is even more advantage in deriving the voltages to be rectified from the output circuit of the amplifier, since the voltages occurring in the input circuit are often too low to make good tuning possible and that, moreover, mounting the rectifier in parallel with the input circuit causes a fairly large reduction in amplification. This is why we will generally rectify a part of the output voltage large enough so that the bias voltage of the amplifier tube is constantly as negative as possible, but not large enough for the tube to work in a curved part of the tube. feature.
The circuit diagram shown in Figure 2 shows the last stage of a battery amplifier and can be used, for example, for a portable radio device. An apparatus of this kind is always supplied entirely with direct current. In this case, it is important that the cathodes for all tubes are connected to the same voltage source. For this purpose, recourse can be had to the coupling system shown. As rectifier, a tube with three electrodes 12 mounted as a grid detector is used. The anode circuit of this tube comprises a high resistance 13. In the case where no signal is communicated to the input circuit 2, the anode current of the tube 12 is maximum.
In this case the fall
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potential in resistor 13 is relatively large and the voltage of the anode of tube 12 is therefore low. By means of a potentiometer 14, 15 and 16 this voltage, increased by the voltage of a battery 17, is brought to the grid of the tube. As a result, the negative voltage of the grid of this tube is increased as far as possible. When in these circumstances an alternating voltage is fed to the input circuit of tube 1, the result is that the voltage of the input circuit of the detector drops, the current flowing through resistor 13 decreases and the voltage of the anode of tube 12 therefore becomes larger. As a result, the bias voltage of tube 1 becomes less negative. The bias voltage is equalized by capacitors 18 and 19.
The capacitors 20 and 21 constitute in the output circuit a capacitor potentiometer by which a desired part of the voltage is supplied to the detector tube. In this case, the capacitor 20 simultaneously acts as a grid capacitor for these detector tubes.
When an output lamp is used for very high powers, a device of the kind shown in FIG. 3 is preferably used. In this case, tubes supplied with alternating current are used. The bias voltage of the amplifier tube is supplied by two rectifiers which are preferably arranged in a single bulb and have a common cathode. The rectifier formed by the cathode 23 and the anode 24 is connected to a winding of the network transformer and therefore supplies a constant rectified voltage. The rectifier formed by the cathode 23 and the anode 25 is connected to a part of the output impedance 9 of the tube 1, d.e so that this rectifier produces voltages whose vapor depends on the signal voltage.
The two rectified voltages are equalized in any known manner and are brought to the
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input circuit of the amplifier tube in opposite directions, so that the bias voltage of this tube varies as desired with the intensity of the signal.