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PERFECTIONMEMENTS AUX TUBES ELECTRONIQUES ET A LEURS CIRCUITS.-
L'invention se rapporte aux tubes électroniques et à leurs cir- cuits- Elle a our objet les tubes et les montages perfectionnes qui permettent de régler le coefficient onamplification de tubes par les variations du poten- tiel d'une des électrodes à l'intérieur du tube, ceci sans provoquer les phé- namènes de la transmodulation, ni déformer l'amplitude du signal amplifie par ce tube-
Dans les récepteurs de T.S.F., on fait usage de plusieurs tu- bes destinés à amplifier le signal incident ou à changea sa fréquence ar la détection* Dans un récepteur superhétérodyne, on fait d'habitude usage d'un
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étage d'amplification de haute fréquence, d'un étage de changement de fréquence créant une fréquence intermédiaire,
d'un étage amplifiant cette dernière fré- quence, d'un autre étage changeur de fréquence agissant en détecteur et trans- forment la fréquence intermédiaire en fréquence audible, qui est enfin fournie à l'étage de sortie ou de puissance- L'étage amplificateur de haute fréquence peut être éviter de marne que celui amplifiant la puissance audible- De marne, dans le récepteur dit à résonance, le premier changeur de fréquence et l'ampli- ficateur de la fréquence moyenne n'existent pas, et on trouve à leur place des étages d'amplification des hautes fréquences.
Quand on construit un récepteur, il est nécessaire que chaque tube amplifie le signal appliqué sans déformer son amplitude ou provoquer les phénomènes de transmodulation et il est désirable que le pouvoir d'amplifica- tion de chacun des étages puisse être réglé jusqu'à un tel degré, qu'on puisse varier l'amplification totale du récepteur, en réglant l'amplification d'un ou de plusieurs étages, ceci sans qu'on soit obligé d'avoir recours à la régula- tion de l'intensité du signal reçu.
Ces mesures sont destinées à maintenir le niveau des bruits parasites à une valeur minimum, de manière à ce qu'on puisse utiliser la régu- lation automatique du volume et autres dispositifs tels que, par exemple, ser- vant à supprimer les parasites entre les étages.
L'un des buts de la présente invention est de prévoir des dis- positifs perfectionnés de manière à réaliser ces systèmes de régulation.
D'après la méthode utilisée communément jusqu'ici pour l'ampli- fication des signaux de haute fréquence, on fait appel à des tubes à grille é- cran. Les signaux sont appliqués à la grille se trouvant au voisinage de la ca- thode (grille de commande), un circuit de sortie est connecté à l'anode et un potentiel fixe est appliquée à la grille d'écran- Le coefficient d'amplifica- tion du tube est réglé, en variant la tension de polarisation appliquée à la grille de commande- Quand cette polarisation est rendue plus négative, le cou- rant électronique dans les tubes diminue, de sorte que sa conductance est ré- duite et par conséquent son pouvoir d'amplification,
Les montages réalisés de cette manière présentent plusieurs défauts tels que, par exemple la transmodulation et les sauts d'amplitude,
phé- nomènes se produisant pour une polarisation des grilles faisant travailler les
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tubes dans la fraction incurvée de sa caractéristique au point de coupure ou tout près de lui-
Ce défaut est assez sérieux dans le fonctionnement du récepteur de T.S.F., étant donné qu'on désire en général maintenir le débit du récepteur à une valeur constante! or, quand un fort signal est appliqué à l'entrée du poste, il est nécessaire que le tube fonctionne à un point de sa caractéristique correspondant à l'amplification minimum, c'est-à-dire il faut qu'en ce moment sa polarisation négative soit élevée et par conséquent la conductance basse.
Cependant, pour ce point de fonctionnement, à cause de la courbure des caracté- ristiques du courant d'anode et de la conductance, il se produit une importante transmodulation et une distorsion gênante due au saut d'amplitude du signal*
Pour éviter ce défaut, on a déjà proposé des tubes avec les caractéristiques allongées du courant d'anode, qui permettent de rendre plus progressif la réduction du courant d'anode et de la conductance avec l'accrois- sement de la polarisation de grille* Cependant un tel arrangement n'assure qu' un effet partiel, étant donné que, quoique le tube est maintenant en mesure de transmettre de forts signaux quand il fonctionne avec des polarisations de gril- les élevées, il existe toujours une région de transmodulation pour certaines li- mites de la polarisation- Quoique cet arrangement améliore beaucoup le fonc- tionnement,
des essais ont démontré que cette région de la modulation ou du saut d'amplitude ne peut pas être évitée ou réduite jusqu'à une valeur négli- geable, si on fait appel à un tube avec un fort pouvoir d'amplification pour la polarisation minimum, qu'à la condition de faire usage des valeurs excessi- ves du courant, quand le tube opère à son randement maximum, notamment quand la polarisation de grille est faible-
Il a été trouvé que ces circonstances limitent nettement la va- leur de la conductance pour laquelle le tube pourrait être réalisé, avec un bon rendement* Pour plusieurs raisons, il est indiqué de limiter le courant anodi- que maximum à 5 ou 6 milliqmpères.
Il a été trouvé que, si le tube est construit pour travailler avec ce courant anodique maximum, c'est-à-dire courant correspon- dant à la polarisation minimum , on a une limite pour la conductance à laquelle le tube peut être adapté utilement, car la transmodulation et le saut d'amplitu- de croissent rapidement avec la conductance. l'ar exemple, dans un tube ayant une conductance de 1 milliqmperepar volt avec un courant anodique de 6 milliamperes
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pour le règlage maximum du courant, la plus mauvaise transmodulation rencontrée pour toutes ces valeurs de polarisation de grille est, par exemple, de 5 unités, tandis que quand le tube est construit de manière à avoir la conductance mutuel- le de 3 milliampères par volt sous les m'ornes conditions de courant anodique,
les valeurs maxima de la transmodulation ont été de l'ordre de 150 à 200 unités: et en plus la transmodulation et la saut d'amplitude occupent une fraction beaucoup plus large du registre de fonctionnement da la caractéristique.
La méthode précitée se caractérise par la variation du gain d'am- plification, en commandant le courant décharge passant par le tube pour les va- riations du potentiel appliqué à sa grille d'entrée* Or, étant donné que la trans modulation et la distorsion sont proportionnelles à la courbure de la caractéris- tique :
courant anode-voltage grille, à tout point de la pente, il est évident que, si la conductance mutuelle pour la polarisation faible de la grille est aug- mentée, le courant anodique correspondant au point de fonctionnement doit âtre également augmenté- Des conditions semblables de distorsion se produisant quand le tube dest employé comme amplificateur des fréquences audibles, et le taux d'amplification est réglé en modifiant la polarisation de la grille d'entrée.
La Société demanderesse a découvert que lorsqu'une troisième grille est intercalées entre la grille normale écran et l'anode, la pouvoir d'am- plification du tube peut être réglé efficacement en variant la polarisation de cette grille additionnelle entre zéro et une valeur négative- La variation de potentiel de cette troisième grille n'influence pas le courant électronique to- tal du tube, cette grille fonctionne plutôt comme une déflectrice , déviant le courant de charge de l'anode vers la grille-écran* Cette méthode de commander le courant anodique offre plusieurs avantages.
Etant donné le fait que, quand la conductance mutuelle de la grille d'entrée à l'anode est réduite, le courant électronique ne change pas, la courbure de la caractéristique ne s'accentue pas (en fait elle diminue même, comme on le verra plus loin)* Par conséquent, la transmodulation et la distorsion ne sont pas accrues.
Au cas où le tube est mon- té de manière à engmdrer la fréquence d'hétérodynage et à fonctionner ainsi en changeur de fréquence, il est possible de commander l'amplification sur large bande, étant donné que le courant total de charge ne change pas avec le voltage appliqué à la troisième grille, et les oscillations locales restent à l'amplitu- de constante* Le fait que le courant total de charge reste constant, quel que soit le coefficient d'amplification, régulation de voltage de la source
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d'alimentation de haute tension,
particulièrement intéressante dans les postes utilisant la régulation automatique de volume- D'autres avantages de cette in- ventionurésulteront clairement de la description donnée plus loin*
On rendra la grille négative dans le but de dévier le courant anodique vers la grille écran et de diminuer ainsi le courant passant par l'ano- de, ce qui a pour effet la diminution de la conductance.
D'autre part, le cou- rant dans la grille écran augmente de même que la conductance du circuit de cet- te grille, mais comme le courant de la grille-écran ne passe pas par le circuit de sortie, cet accroissement n'influença pas l'amplification du tube* A noter que le courant de charge total de la cathode ne varie pas sensiblement, étant donné que la régulation de la conductance mutuelle est réalisée par la déviation du courant de l'anode vers la grille-écran, au lieu de la diminution du courant anodique- Le fonctionnement du tube sera expliqué plus loin d'une manière plus détaillée*
La transmodulation est due à la courbure de la caractéristique du tube:
plus exactement, elle est proportionnelle à la valeur de la @ troisième dérivée de la caractéristique, mais pour simplifier le raison- nement, on peut admettre que la valeur de la transmodulation est proportionnelle à la courbure en général*
L'un des importants avantages de la méthode de réception confor- me à l'invention, en comparaison avec la méthode de la régulation par la varia- tion de la polarisation de la grille d'entrée, est le suivant :
tandis que, dans cette dernière méthode une augmentation de la polarisation négative a pour effet de diriger le point de fonctionnement a travers @s point d'une courbure plus grande de la caractéristique, ou même de le faire passer par ce point, suivant la méthode perfectionnée de la présente invention, l'application d'un voltage né- gatif à la grille extrème a pour effet le redressement de la caractéristique per- mettant de maintenir basse la transmodulation*
Il a été trouvé que,avec un tube à pante variable construit pour une conductance de 3 milli-ampères par volt, pour un courant anodique égal @@ 5 à 6 milliqmpères, la pointe de transmodulation peut atteindre 150 à 200 unités* Tandis que, suivant la présente invention,
la transmodulation n'excédera pas une unité pour toute la bande de fonctionnement, pour un tube ayant la marne conduc- tance maximum et le même courant anodique de fonctionnement*
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Un autre avantage de la présente méthode est que l'amplitude du potentiel appliqué à la grille est constante, quelle que soit la conductance mutuelle correspondant au fonctionnement du tube. De plus, dans la cas où le potentiel de la grille écran est le m'orne que celui de l'anode, le courant résul- tant de la combinaison de courant anodique et de grille-écran est substantiel- lement constant et par conséquent le potentiel sur les autres tubes du posta ne sera pas affecté par la régulation appliquée au tube en question.
Un autre avan- tage s'explique par le fait qu'un tube conforme à la présente invention peut être utilisé également pour la régulation de volume dans le circuit de basse fréquence, tandis qu'un tube à pente variable convient uniquement pour l'ampli- fication fidèle des signaux de haute fréquence, par-ce que la distorsion de la fréquence audible est proportionnelle principalement à la seconde dérivée de la caractéristique, qui n'est pas réduite par le tube à peunte variable.
La proportion du courant total collectée par la grille-écran dé- pend de quatre facteurs : 1) du potentiel de la grille déflectrice, c'est-à-dire régulatrice de volume, II) du courant de charge total, III) du potentiel sur la grilleécran, IV) du potentiel sur l'anode, Le dernier facteur offre quelquefois l'inconvénient que l'impédance pour laquelle le tube est destiné est limitée.
Avec un tube ayant une conductance mutuelle de l'ordre de trois milliamperes par volt ou plus, quand la polarisation négative est appliquée à la grille comman- dant l'amplification, l'impédance anodique maximum peut tomber à une faible va- leur, telle que 100.000 ohms-Ceci peut présenter des inconvénients dans certains cas.
Dans le but d'obvier à cet inconvénient, suivant la présente in- vention, on introduit une grille additionnelle entre la grille déflectrice et l'anode, cette grille additionnelle étant connectée à une source de potentiel positif inférieur à celui de l'anode. On lui donne de préférence le même poten- tiel que celui de la grille-écran, de sorte que ces grilles fonctionneront avec un potentiel inférieur à celui de l'anode et pourront 'être de préférence connec- tées ensemble à l'intérieur de l'ampoule ou dans son pied ou au besoin extérieu- rement'
Suivant une autre modification, encore une grille (la Semé)sera placée entre la grille dernièrement mentionnée et l'anode. Cette nouvelle grille sera connectée à un point de potentiel bas, de préférence cathodique.
Ceci per-
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mettra à la 4ème grille (ainsi qu'à la seconde grille si'elle est connectée à la 5ème) de fonctionner avec le même potentiel que celui d'anode.
La présente invention, basées sur les découvertes ci-dessus spé- cifiées, couvre d'une manière générale les tubes et les circuits adoptes pour varier le taux d'amplification d'un tube, en appliquant, soit manuellement, soit par des moyens agissant automatiquement, une polarisation à la grille interca- lée entre deux électrodes de potentiel élève* De ces deux dernières électrodes, celle au moins qui est voisine de la cathode affecte la forme d'un grillage perméable aux électrons, tandis que l'électrode à potentiel életé, plus éloi- gnée de la cathode, peut être une anode ou bien peut affecter la forme d'un grillage* Dans ce dernier cas, une électrode additionnelle sera enployée comme anode- Elle sera à son tour protégée ,si on le désire, par un écran de la gril- le à potentiel élevé, ci-dessus mentionnée,
au moyen d'une grille portée à un potentiel faible, ou bien à zéro, ou bien négatif, ceci dans le but de suppri- mer l'émission électronique de l'anode. A ces éléments pourra être de préfé- rence ajoutée une nouvelle grille entre la cathode et les électrodes ci-dessus mentionnées.
L'invention a également pour objet d'appliquer une polarisation négative variable à l'électrode en question commandant l'amplification! la va- leur de cette polarisation étant déterminée par l'intensité du signal amplifia, dans la sortie du tube ou bien dans le dernier étage du récepteur, ceci permet- tant une régulation automatique perfectionnée de volume.
Dans certains montages un potentiel positif peut être créé quel- quefois par le tube, ce potentiel étant destiné à la régulation automatique de volume* Dans un montage connu jusqu'ici, de tels potentiels ne devaient pas ê- tre appliqués aux grilles de commande du tube amplificateur de haute fréqueme.
Par contre, en utilisant les tubes et les circuits conformas à la présente in- vention, l'application d'une polarisation positive à la grille command and l'ampli- fication devient possible. En effet, une telle électrode-grille peut être em- ployée comme un conducteur unidirectionnel permettant, en combinaison avec une résistance, d'empêcher que des potentiels positifs soient appliqués aux grilles de canmande du tube de haute fréquence.
L'invention couvre également d'autres oircuits et montages destinés plus particulièrement aux récepteurs du type à superhétérodyne; elle
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couvre également diverses formes de tubes, tous montages de tubes, conformes à la méthode y préconisée.
Les dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatifs fe- ront mieux comprendre l'objet de cette invention.
La Fig.l représente graphiquement les caractéristiques d'un tube normal à grille écran en liaison avec le contrôle de volume*
La Fig'2 est un graphique représentant les caractéristiques cor- respondantes d'un tube à coefficient d'amplification variable.
La Fig.3 donne un diagramme électrique expliquant la méthode couverte par la présente invention.
La Fig.4 est une vue agrandie en section d'une partie d'un tube faisant mieux comprendre le fonctionnement de la présente invention; les Fig.5 et 6 représentent graphiquement les courbes obtenues suivant la présente inven- tion*
Las Fig. 7 à 19 sont des schémas électriques donnant plusieurs exemples de montage réalisés conformément à l'invention.
D'après la Fig.l. la courbe 1 représente la caractéristique : courant anodique-voltage de grille d'un tube ordinaire à grille écran. La con- ductance mutuelle de ce tube en fonction du voltage de grille est représentée par la courbe 2, et la transmodulation et les sauts d'amplitude sont représen- tés par la courbe 3 par rapport au même axe.
La grille dont il s'agit est une grille de commande, on la désignera dans le texte ci-après par le terme grille d'entrée I G de manière à éviter toute confusion avec la grille GG servant , la régulation de volume ou de l'amplification, cette dernière grille pouvantser- vir, dans certains cas, également d'électrode d'entrée-
D'après la Fig-1, on se rend compte que dans le cas où la tube à grille écran est utilisé pour la régulation du volume, il se produit des transmodulations et un saut d'amplitude indésirables quand la polarisation nor- male de grille est telle que le point de fonctionnement se trouve sur la por- tion incurvée de la caractéristique auprès du point de coupure 4.
Les courbes de la Fig.2 sont semblables à celles de la Fig.l, mais sont destinées à un tube à coefficient d'amplification variable, c'est-à- dire tube à pente variable- La courbe 5 représente le courant anodique en fonc- tion du voltage de grilla et on voit qu'elle possède une fraction étalée en
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en queue, avec le point de coupure 6 qui correspond à un voltage plusieurs fois plus grand que celui qui correspond au point de coupure 4 du tube de la Fig.l.
La courbe de la conductance mutuelle pour le tube à amplifica- tion variable est indiqué par 7 et la courbe de transmodulation et de saut d'am- plitude est donnée par 8.
Dans la Fig. 3, donnant un exemple de la présente invention, le montage comporte un tube possédant une cathode 0 qui peut être d'un type à chauf fage indirect, une anode A , une grille d'Entrée IG proche de la cathode, une grille écran SG et une grille de régulation GG, entre cette dernière grille et l'anode.
La grille d'entrée IG est connectéeau circuit d'entrée 9 qui est ac- cordé ou peut être accordé à une haute fréquence déterminée* La grille IG re- goit une polarisation négative convenable par l'intermédiaire de la batterie 10-
L'anode A est connectéeà l'extrémité positive d'une source d'ali- mentation par l'intermédiaire du circuit de sortie 11, qui peut âtre également accordé à une fréquence déterminée La grille SG est essentiellement maintenue à un potentiel positif par la connexion à la source de haute tension, comme c'est représenté sur le dessin.
La grille de régulation du taux d'amplification GG est connectée à une source variable de polarisation négative réalisée, par exemple, par un potentiomètre 12 branché sur une batterie 13, dont l'extrémité positive est connectée à la cathode C. Cette source de polarisation doit, de préférence, assurer une variation progressif du potentiel et on doit éviter l'usage des mgyens qui seraient susceptibles d'interrompre son circuit ou de la court-cir- cuiter*
Dans le montage tel que représenté sur la Fig.3, la polarisation produite par la batterie 10 sur la grille d'entrée IG a une valeur telle que cette grille puisse supporter l'amplitude maximum du signal sans qu'un courant de grille prenne naissance Il y a lieu de dire à l'avantage du montage, que,
étant donné qu'une autre grille à faible potentiel,notamment GG, est interposée entre la grille écran SG et l'anode A, une grilla écran peut fonctionner au plein po- tentiel anodique- Le coefficient d'amplification de ce tube est varié par le po- tentiomètre 12, l'amplification maximum est obtenue quand la grille contrôlant l'amplification est au potentiel cathodique! l'amplification est réduite pro- gressivement quand le potentiel de cette grille devient de plus en plus négatif*
Dans la Fig.4 sont représentées schématiquement la cathode C,
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la grille d'entrée 1C, la grille écran SG, la grille de régulation d'amplifica- tion GG et l'anode A.
Quand la grille GG est au potentiel négatif, une ligne équipotentielle du potentiel zéro 14, ayant la forme d'une ellipse, peut être dessinée autour de chaque fil de la grille, comme représenté au dessin. Les éles trons quittent la cathode et acquièrent une grande vitesse par l'attraction du champ électrique créé par le potentiel positif de la grille écran SG. Quand un électronheurte le fil de cette grille, il contribua à la formation du courant de grille- Autrement, l'électron passera à travers la grille écran et sera freiné par le potentiel négatif de la grille GG.
Si cet électron traverse cette demie- re, il sera accéléré par le champ anodique et collecté par l'anode- Si la vites- se de l'électron est réduite à zéro par le potentiel de la grille GG, l'électron ne passera pas à travers elle, mais sera attiré par la grille écran qu'il tou- chera alors. Autrement dit, quand la zone équipotentielle du potentiel 0 définie par les lignes ovales 14 se trouve dans le chemin de l'électron, sa vitesse sera réduite à 0 et l'électron sera absorbé par la grille écran*
Il est évident que seulement les électrons qui passent à travers l'interstice 15 , entre les lignes équipotentielles 14, atteindront l'anode, cet interstice 15 étant plus étroit que l'espace entre les spires adjacentes de la grille GG.
Si cette grille est rendue encore plus négative, les lignes équi- potentielles prennent la forme 16, leur axe principal s'allonge donc par rapport à l'axe des ellipses 14, de sorte que l'électron atteignant l'anode ait à passer par l'interstice encore plus petit*
La grille GG peut donc être conridérée comme une électrode de déflexion, déviant le courant électronique de l'anode vers la grille écran.
Quand la grille GG est rendue suffisamment négative on peut atteindre un point pour lequel tout le courant électronique est rejeté vers la grille écran.
Quand la grille GG est au potentiel négatif quelques électrons qui ont passé à travers elle, ont leur vitesse réduite, tandis que la vitesse d'autres seront à zéro- La charge d'espace qui est formée par les électrons, est donc considé- rable, avec ce résultat, que quand le courant est augmenté, par exemple quand on réduit la polarisation de la grille IG, la charge d'espace dans la voisinage de la grille GG sera auipnoextée et une fraction plus grande du courant sera dé- viée vers la grille écran, même si le potentiel de la grille GG reste le marne - on obtient de ce fait un redressement de la caractéristique comme c' est indiqué à la Fig. 5.
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Dans la Fig.5, la courbe 18 reposante la caractéristique courant anodique-voltage grille, pour la grille GG au potentiel cathodique (voir Fige Si maintenant on fait la grille GG un peu plus négative, la caraarétistique principale deviendra moins inclinée comme c'est représenté par la courbe 19.
Si on augmente successivement le potentiel négatif de la grilla GG, on aplatit da- vantage la caractéristique et on obtient les courbes &0-21-22. La courbe en pointillé 23 représente le courant de la grille SG, quand la grille GG est au potentiel zéro, autrement dit au potentiel cathodique, tandis que la courbe en pointillé 24 représente le courant de grille écran quand la grille GG est pola- risée fortement négativement, ceci permettant donc de comprendre l'action de soupape de la grille GG sur le courant électronique qu'elle dévie de l'anode et dirige vers la grille écran- On se rend donc compte que pour une polarisation donnée à la grille d'entrée IG, la conductance mutuelle du tube peut être va- riée en changeant le potentiel négatif de la grille extrême GG.
La courbe 25 de la Fig-6 représente la conductance g en fonction du potentiel Vg3 de la grille GG pour une polarisation constante de la grille d'entrée IG. On voit d'après les courbes 18-25 des Fig. 5 et 6 qu'avec cette méthode de régulation de volume la distorsion due à la transmodulation et au saut d'amplitude reste petite! cet- te distorsion peut 'être représentée par la courbe en pointillé 27 de la Fig.6 donnant la transmodulation en fonction du potentiel sur la grille extrême*
Dans la Fig.7 on a représenté une méthode de réception utilisant un tube construit conformément à la présente invention et canprenant quatre gril- les- Le tube comporte une cathode avec son radiateur, quatre grilles IG, SG1, GG et SG2 et enfin l'anode A.
Les grilles SG1 et SG2 sont reliées ensemble, de préférence mais non obligatoirement, à l'intérieur du tube et elles sont re- liées au potentiel positif plus bas que celui de l'anode, obtenu par le diviseur de tansion 12a et le potentiomètre 12 branché en dérivation sur la source de haute tension qui nâest pas indiquée- Des dispositifs sont prévus pour appli- quer une polarisation négative variable à la grille GG par le potentiomètre 12 et une polarisation fixe est appliquée à la grille IG par la résistance dans le circuit cathodique 10A.
Les oscillations de haute fréquence sont appliquées à la grille IG à partir d'un circuit accordé 9 et un circuit accordé 11 se trouve dans le circuit anodique* Le pouvoir d'amplification du tube est commandé par la variation du potentiel négatif de la grille GG, en agissant sur le poten-
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tiomètre 12'
Dans la Fig. 8 on a représenté un circuit similaire à celui de la Fig-7; il s'agit d'un tube de construction pareille mais possédant en plus une grille LPG intercalée entre l'anode et la dernière grille au potentiel élevé SG2 et connectée à un point de faible potentiel. Cette grille additionelle LPG est connectée à la cathode, cette connexionupouvant 'être faite a l'extérieur, mais de préférence à l'intérieur du tube.
Le diviseur de tension 12A de la Fig.7 n'est pas représenté. Les grilles SGl et SG2 sont reliées ensemble et sont con- nectées à la source d'alimentation anodique.
Los montages représentés sur les Fig.7 et 8 peuvent être utilisés comme changeurs de fréquence dans le récepteur du tube à hétérodyne, en appli- quant les oscillations locales à la grille GG suivant le montage indiqué sur la Fig.9. Cette dernière est identique à la Fig-7, elle comporte en plus un circuit accordé 28 dans sa connexion à la grille GG.
Suivant une méthode de fonctionne- ment , le circuit 9 est accordé au signal incident et est accouplé à l'antenne ou à l'étage précédent du poste- Le circuit 28 est accordé à la fréquence loca- le de l'hétérodyne et le voltage d'oscillations locales y est induit par l'hé- térodyne qui n'est pas représentée, le circuit 11 est accordé à la somme ou à la différence des fréquences et constitue le primaire d'un transformateur de moyannefréquence. suivant une modification de ce montage, le circuit 28 est accordé à la fréquence incidente et est accouplé aux étages précédents tmdis que la circuit S est couplé à la source d'oscillations locales La grille GG, dans ce cas, est utilisée comme une grille d'entrée du signal et la grille IG comme l'entréed'oscillations locales.
Le tube de la Fig.8 peut 'être modifié de la même manière con- formément au schéma de la Fig.9.
A noter que, quand le tube fonctionne comme changeur de fréquen- ce, il n'est pas essentiel d'y prévoir un écran électrostatique entre les élec- trodes d'antre et de sortie étant donné que la fréquence de sortie est diffé- rente de celle d'entrée. Cependant, si le tube est utilisé comme amplificateur sans qu'un changement de fréquence ait lieu, cet écran éloctrostatique devient nécessaire et on le réalise d'une manière usuelle en donnant une forme convena- ble à la grille écran ou, éventuellement, à' d'autres grilles fonctionnant au potentiel constant* Cependant, 11 est quelquefois utile d'assurer une protection
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électrostatique complète du tube utilisé comme changeur de fréquence,
et les différentes électrodes d'entrée et de sortie peuvent être isolées électrostati- quement les unes des autres sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
Si la tube perfectionné suivant la présente invention est uti- lisé comme un changeur de fréquence, on peut lui conférer en même temps le rôle d'oscillateur et la Fig.10 donne à titre d'exemple, un tel montage. On utilisa un tube avec 4 grilles comme décrit dans la Fig.7. Les signaux reçussent appli- qués à la grille GG à partir du circuit accordé 28. Les transformateurs à fré- quence intermédiaire 11 et 11a se trouvent dans le circuit anodique, les gril- les SG1, SG2 sont portées à un potentiel inférieur à celui de l'anode par l'in- termédiaire d'un diviseur 12a.
Les oscillations locales sont induites dans le circuit accordé 9 qui est connecté à la grille IG et accouplé (dans le but de ' génération d'oscillations) à une bobine 9a dans le circuit de la grille SG1 ou dans le circuit commun décrit des grilles SG1, SG2, si elles sont connectées en- semble. L'amplification du tube est commandée par la variation de la polarisa- tion de la grille GG, dans l'exemple représenté ceci est effectué en déplaçant la prise sur le potentiomètre 12.
Dû au fait qu'une augmentation de polarisation produit une augmentation de courant dans les circuits SGl, SG2, le tube oscillera @ plus fortement quand une polarisation négative est appliquée à la grille GG
Ce défaut est supprimé dans le circuit représenté sur la Fig.11 dans lequel on établit un tube avec la grille LPG tel que décrit dans la Fig.8, les grilles SG1
SG2 pouvant alors être portées aù potentiel anodique. Le courant électronique total allant vers les électrodes SG1 et SG2 et vers l'anode passant maintenant à travers la bobine de couplage 9b et les oscillations produites dans le circuit
9 sont par conséquent plus indépendantes de la valeur de la polarisation de la grille GG.
La Fig.12 indique un autre système suivant lequel une grille séparée est employée pour recueillir les électrons utilisés pour exciter le circuit oscillant, ceci dans le but de rendre l'oscillateur plus indépendent de la polarisation appliquée à la grille GG de la Fig.10. Dans la Fig.12, la grille additionnelle G2 sa trouve entre la grille 16, voisine de la cathode, et la première grille-écran SG1.
La bobixie de couplage 9c, reliée magnétiquement au circuit accordé 9, se trouve dans le circuit de la grille G2 et son autre extrémité est connectée, à travers une résistance régulatrice de courant 12b et
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un condensateur usuel de by-pass, à l'alimentation haute tension- Une partie du courant électronique est collectée par la grille G2 et sert à accorder le circuit oscillant 9.
L'espacement des spires de cette grille doit être ajusté de manière à assurer un rapport déterminé entre la courant total absorbé par cette grille et le courant absorbé par les autres électrodes, ce rapport devant correspondre à la puissance nécessaire à maintenir le circuit 9 dans l'état d'auto-oscillations* Dans beaucoup de cas, on peut ne pas faire usage de spires en hélice de grille et collecter le courantuniquement au moyen de tiges de sup- port de grille. Dans ce dernier cas, la grille sera de préférence réalisée au moyen de deux ou plusieurs tiges parallèles à la cathode et placées entre la grille IG, voisine de la cathode, et la première grille-écran SG1.
Dans la Fig.13 donnant une autre variante de ltinvention, la ca- thode C et la grille IG la plus proche d'elle s'étendent au-delà des autres élse trodes et leurs fractions libres coopèrent avec une anode séparée A2. Le circuit oscillant est indiqué en 9 et la bobine de couplage anodique en 9d. Elle est in- troduite entre l'anode auxiliaire et l'extrémité de l'alimentation positive, par l'intermédiaire d'une résistance 12c de régulation de courant.
Le circuit d'en- trée est représenté en 28a, il est relié à la grille GG, et on applique une po- larisation variable convenable à cette grille par une prise sur le potentiomè- tre 12'
La grille GG, employée comme une électrode de déviation entre les deux grilles SGl et SG2 à potentiel élevé, peut 'être enroulée avec un pas constant ou, dans d'autres cas, le pas peut être rendu variable ou non uniforme pour pouvoir augmenter sa capacité de réception quand on se sort d'une forte polarisation*
Les Fig.14 et 16 donnent une autre modification de l'invention en cas d'amplification seulement. Dans la Fig.14, le tube comprend trois grilles unecathode 0, et une anode A.
Les signaux sont appliqués à la grille d'entrée IG, la grille-écran SG est connectée à l'extrémité positive de la source de hau- te tension et l'amplification du tube est réglée en variant la polarisation de la grille GG qui est connectée à l'une des extrémités d'une résistance variable lOb dans le circuit cathodique- Suivant cette modification, la polarisation de la grille IG est variée en même temps et de préférence par les mornes moyens que la polarisation de la grille GG. La :polarisation appliquée à la grille IG peut titre la même que celle appliquée à la grille GG, ou elle paut être proportion-
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nelle à cette dernière- Dans l'exanple représenté, la polarisation de la grille IG constitue une fraction de celle de la grille GG, ce qui est réalisé par le diviseur potentiométrique 29.
Le fonctionnement de ce montage est représenté par la Fig.15, dans laquelle le courant anodique (ia) est tracé en fonction du po- tentiel de la grille IG, pour trois valeurs de polarisation de la grille de dé- viation GG. La courbe 30 caractérise le cas de polarisation minimum, et la cour- be 31 de polarisation maximum, tandis que la courbe 32 se rapporte à la polari- sation intermédiaire Les points Pl, P2 et P3 de ces courbes donnent les pola- risations appliquées à la grille IG par l'intermédiaire de connexion au poten- tiomètre 29.
Grâce à cette modification, la conductance maximum du tube peut être utilisée au cas où le signal est faible; quand le signal incident est fort, la polarisation de la grille IG peut recevoir une valeur optimum correspondant à son fonctionnement avec l'intensité maximum du signal. Cette disposition pré- sente également l'avantage d'augmenter l'impédance du tube pour la forte valeur de polarisation de la grille GG. Quand la valeur de polarisation de IG est ren- due égale à la polarisation de GG, on donné au tube, de préférence, une caracté- ristique étalée, par l'une des méthodes déjà connues, telle que par exemple en enroulant la grille IG avec un pas variable*
Dans la Fig.16 on a indiqué un montgge similaire,
mais dans le- quel le tube comporte 5 grilles- La grille GG est connectée à la source de po- larisation réalisée par le conducteur 33 allant à un redresseur correspondant du poste, ce qui assure la régulation automatique du volume- 34 et 35 sont respéc- tivement t la résistance et le condensateur de filtrage- La résistance 10 assure la polarisation définie, marne au cas où aucun potentiel n'est appliqué à la con- nexion 33.
Dans ce montage, la propriété de la conductance unidirectionnelle de la grille GG peut être utilisée pour empêcher que le potentiel de la grille GG devienne positif ou m"eme zéro, en proportionnant convenablement les résis- tances. Supposons que le potentiomètre 29a est muni de quatre prises et que la résistance 10a provoque unechute de trois volts pour la pleine charge* Etant donné que la résistance 34 est de conductance faible par rapport à celle de la grille GG quand cette électrode est positive, alors, même si un potentiel posi- tif de 50 volts par exemple est appliqué au conducteur 33, le potentiel de la
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grille GG ne dépassera pas par exemple 1 volt positif.
Le voltage du poten- t iomètre 29a sera alors de 4 volts et la polarisation appliquée à la grille IG de deux volts négatifs.
La Fig.17 représente un récepteur complet comprenant trois tubes réalisé conformément à la présente invention* Dans ce récepteur, le premier tube est construit et fonctionne de la manière décrite dans la Fig.8, tandis que le tube de sortie est une pentode de puissance qui comporte deux anodes supplémentaires fonctionnant en diodes avec la cathode unique. Les signaux re- çus par l'antenne passent à travers le filtre sélecteur 35 et sont appliqués à la grille GG, contrblant l'amplification du premier tube, qui fonctionne comme un tube oscillateur-changeur de fréquence' Les oscillations locales sont in- troduites dans le circuit accordé 9, qui est accouplé à la bobine 9d placée en circuit avec l'anode auxiliaire A2 du tube.
L'anode principale du tube est accouplée au primaire 11 du transformateur de fréquence intermédiaire- Les oscil lations de fréquence intermédiaires sont appliquées à la grille d'antre IG du tube intermédiaire, et un transformateur 36, accordé à la fréquence intermédiai- re, est introduit dans le circuit anodique'de ce tube- Son secondaire est con- necté directement à l'anode A3 appartenant à la diode du tube de sortie, tandis que l'autre extrémité de ce circuit accordé est connectée à la cathode du tube par la résistance 37.
Quand les signaux modulés sont appliqués à l'anode-diode A3, un voltage est produit sur la résistance 37, proportionnel à l'onde porteuse et à sa modulation* La composante de basse fréquence est appliquée aux extrémités du potentiomètre 38, par l'intermédiaire du condensateur de couplage 39 et le curseur du potentiomètre est connecté à la grille d'entre IG, de la pentode de sortie- La seconde ancde-diode A3 est également accouplée au secondaire du trais formateur de fréquence intermédiaire 36, à travers un condensateur 40, et grâce au phénomène de détection qui prend place dans ce circuit anodique,
un voltage négatif se produit entre les extrémités de la résistance 41. La valeur de ce voltage varie avec l'intensité du courant de la fréquence intermédiaire appa- raissant dans le secondaire du transformateur 36.
La composante continue du voltage aux bornes de la résistance 41 est employée pour commander le coefficient d'amplification du tube changeur de fréquence -(tube 1) et du tube amplificateur de la fréquence moyenne (tube 2).
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La borne de la résistance 41 est reliée à travers une résistance et un conden- sateur de filtrage 42-43, à la grille GG (par le circuit accordé 35 du pre- mier tube, et elle est connectée directement à la grille GG du second tube- Une fraction du potentiel négatif se produisant sur la résistance 41 est appli- quée ainsi à la grille IG (par le secondaire du transformateur 11) du second tube- A cet effet, une connexion est faite au point 44 de la résistance 41, et la résistance 48 et le condensateur 46 servant au filtrage sont placés dans le conducteur allant à ce point.
De cette manière le coefficient d'application des tubes 1 et 2 dépendra du voltage de sortie apparaissant dans le second détec- teur du récepteur- Le pouvoir d'amplification du tube 1 est réglé automatique- ment par la polarisation appliquée à la grille GG, tandis que la pouvoir d'am- plification du tube 2 est réglé automatiquement par la polarisation appliquée à la grille GG et par une polarisation proportionnellement mains grande appli- quée à la grille IG, conformément à la méthode décrite En liaison avec les fi- gures 14, 15 et 16.
La résistance cathodique 47 dans le premier et second tube donne naissance à une petite polarisation initiale négative, permettant de ré- gler la polarisation minimum de ces deux tubes en l'absence du signal- La ré- sistance cathodique 48 dans le tube de sortie orée la polarisation convenable pour le fonctionnement de ce tube pentode et elle réalise, en même temps, une "acti on retardée" du voltage commandant automatiquement le volume, dû au re- dressement dans la résistance 41. De cette manière, tant que l'amplitude d' oscillations dans le secondaire du transformateur 36 est supérieur aux chutes de potentiel dans la résistanse 48, le taux d'amplification des tubes amplifi- cateurs H.F. n'est pas réduit, ce qui assure la régulation automatique de vo- lune "retardée".
Si on désire accroître le retard, il suffit d'augmenter la polarisation de l'anode A3 par un retour approprié du circuit ou par une inter- calation d'autres résistances de chute de voltage.
La Fig.18 représente une autre application de l'invention à un récepteur de 4 tubes comprenant : un premier tube-amplificateur à pente varia- ble - changeur de fréquence, un second tube-amplificateur à pente variable de fréquence moyenne, un troisième tube détecteur -amplificateur de B.F. et ,en- fin, la triode de sortie- Les circuits de H.F.
appartenant aux promis* et se- oond tubes sont similaires à ceux décrits en liaison avec les mêmes étages de la figure 17. Le tube détecteur se caractérise par la combinaison, sous la
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même enveloppe, d'une triode et de deux anodes supplémentaires agissant en diode et coopérant avec le manchon cathodique commun* Son montage a ceci de particulier que le secondaire du transformateur de fréquence moyenne 36 com- porte une prise moyenne et que les extrémités de l'enroulement sont reliées respectivement aux anodes 4. A3 du tube détecteur, ceci permettant le redres- sement de deux alternances-
Le courant continu ainsi produit passe à travers une résistance potantiométrique 37,
en série avec une résistance 49 et un condensateur 50V ce- lui-ci étant connecté à un curseur sur la résistance 37. Le potentiel continu ainsi produit est appliqué à la grille de la partie triode du tube détecteur, de même qu'une fraction du voltage à fréquence audible, cette fraction dépen- dant du réglage du potentiomètre 37. Une résistance 51 est intercalée dans le circuit cathodique du tube détecteur et elle reçoit un potentiel négatif créé par la chute du voltage dans la résistance 52 dans le conducteur négatif de la source de H.T. qui n'est pas indiquée sur le dessin.
Quand on reçoit un signal, un potentiel à courant continu est appliqué à la grille du tube détecteur et par conséquent le courant de sa par- tie triode diminuera. La courant à travers la résistance 51 se réduit aussi et par la suite, le potentiel de la cathode par rapport au potentiel des autres cathodes de l'amplificateur sera réduit* Grâce à ces moyens le voltage de cou- rant continu disponible pour la régulation automatique de volume est amplifié.
De préférence, la résistance 51 reçoit une valeur convenable ou bien elle est ajustée de manière à ce que, en l'absence du signal, la cathode du tube détec- teur se trouve à un potentiel positif par rapport aux cathodes des deux tubes précédents. Pour empêcher que le potentiel positif soit appliqué aux grilles de ces deux derniers tubes, qui appartiennent aux circuits de H.F., on tire bé- néfice de la conductibilité unidirectionnelle de la grille GG du deuxième tube.
Cette grille est reliée à la cathode du tube détecteur ar uneforte résistance 42,de sorte qu'une limite est donnée à l'augmentation de potentiel dans le sens positif de l'extrémité gauche de la résistance 42, comme ceci a été décrit en liaison avec la Fig.16. La grille IG du deuxième tube reçoit une polarisa- tion proportionnelle, au moyen d'un potentiomètre 41, tandis que la grille GG du premier tube est reliée au point de connexion 44- pour empêcher la grille GG du 'premier tube de devenir positive par rapport à la cathode, on fait en
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sorte que la résistance de polarisation 47 soit d'une valeur telle q'une pola- risation plus grande soit donnée normalement au premier tube qu'au second tube-
La figure 19 représente l'application de l'invention à la partie B.F.
du récepteur- Dans cette figure, le tube comporte deux sections, la sec- tion principale est construite conformément à la Fig.8; et en plus, ce tube com- porte également deux anodes-diodes qui coopèrent avec le manchon cathodique com- mun. Dans l'exemple représenté, ces deux anodes sont connectée.. aux extrémités opposées d'un transformateur de H.F. dont l'enroulement secondaire comporte une prise médiane! une résistance de charge 37 (qui peut 'être un potentiomètre) est introduite entre la cathode et la prise médiane dans le circuit accordé de la grille IG. La composante de B.F. est appliquée à la grille IG par le condensa- teur 50, résistance de fuite 53, le condensateur étant connecté à la prise mo- bile sur la résistance 37.
La pleine tension continue paraissant sur cette dernière résistance est appliquée à la grille GG du tube et la composante de B.F. est éloignée par un filtre comprenant la résistance 54 et le condensateur 55. L'anode du tube est connectée à l'alimentation haute tension à travers une résistance de couplage 56, et la liaison avec la grille du tube amplificateur suivant (qui n'est pas représenté) ne fait par le comdensateur 57. Quand le signal est reçu, la polarisation proportionnelle à son intensité, est appliquée à la grille @@ de la section principale du tube.
Le gain d'amplification de ce dernier peut, par conséquent, titre rendu inversement proportionnel à l'intensif du signal HF.; on est ainsi en mesure de varier automatiquement le coefficient d'amplification de la section de B.F. de l'amplificateur dans le but de mesurer la commande automatique de l'amplification.
Dans le cas où le tube conforme à l'invention est utilisé comme un amplificateur de H.F., sans qu'on fasse appel au changement de fréquence, il est nécessaire que les électrodes utilisées comme entrée et comma sortie, soient protégées par des écrans l'une de l'autre, afin qu'on réduise au minimum la capacité résiduelle entre elles* Ceoi est réalisé en allongeant les grilles destinées à fonctionner à potentiel constant, ou bien en ajoutant d'autres é- crans reliés à ces grilles.
Ainsi, dans un tube destiné à l'amplification de H.F., sans qu'un changement de fréquence ait lieu, dans lequel la grille IG est employée comme une électrode d'entrée, l'écran est à disposer de manière à pro- téger la grille IG par rapport à l'anode! mais dans le cas où une électrode d'amplification variable, telle que par exemple GG de la Fig.7, est employée
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en marne temps comme électrode d'entrée, cette électrode est protégée électroste tiquement de l'anode*Si cependant on change la fréquence, en appliquant la fré- quence locale à l'une des électrodes restantes et en accordant le circuit de sorti e à la somme ou à la différence des fréquences, il n'est plus important de prévoir des écrans entre les électrodes.
La fréquence locale peut être appli- quée par l'une quelconque des électrodes du tube. Ce tube perfectionné peut être construit de manière à posséder des électrodes supplémentaires, qui peuvent par exemple coopérer avec une électrode commune du tube tel que représenté sur les Fig. 13 et 191 et il n'est pas nécessaire que ces électrodes suldémentaires se trouvent en dehors des contours des électrodes principales du tube.
Dans la réalisation préférée, des grilles placées de part ot d'au. tre de la grille commandant l'amplification, sont reliées ensemble à l'lintérieur de l'enveloppe et, si on le désire, ces électrodes peuvent être amenées au con- tact séparé et même connectées au potentiel positif différant. De m'ème, quand une grille supplémentaire supprimant l'émission électronique secondaire, est interposée Entre l'anode et ces grilles, cette grille supplémentaire est à con- necter de préférence à la cathode à l'intérieur du tube, mais on peut également la faire sortir séparément et la connecter iL une source de bas potentiel: de préférence zéro ou négatif.
Bien qu'on ait représenté et décrit plusieurs formes de réalisa- tion de l'invention, il est bien Entendu qu'on ne désire pas se limiter à ces tonnes particulières, données simplement à titre d'exemple et sans aucun carac- tère limitatif, et que, par conséquent, toutes les variantes ayant marne prinei- pe et même objet que les dispositifs indiqués rentreraient comme elles dans le cadra de l'invention.