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BREVET D'INVENTION "TUBE ELECTRONIQUE"
La présente invention est relative à un tube à décharge dont les trajectoires de décharge sont faradisées par une ou plusieurs enveloppes métalliques, en laissant à l'extérieur de celles-ci tous les organes isolants et ceux qui ne sont pas maintenus à un potentiel défini.
Il est compréhensible que les trajectoires de décharge d'un tube électronique, lequel constitue le système de relais le plus sensible dont dispose actuellement la technique, soient sujets à réagir sous l'effet de perturbations, même faibles, dont la source peut se trouver soit à l'intérieur, soit à l'extérieur du tube à décharge, de sorte qu'il est tout indiqué
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de faradiser soigneusement le tube à décharge et surtout les trajectoires de décharge mêmes. Ces considérations s'appli- quent notamment aux étages initiaux d'un amplificateur ou d'un récepteur, vu que dans ce cas on se trouve en présence de faibles amplitudes utiles pouvant être facilement dominées par les perturbations ou être fortement influencées par ces dernières.
Ceci étant, en a déjà proposé une série de moyens de faradisation, soit pour neutraliser les champs perturbateurs extérieurs, soit pour écarter l'influence des phénomènes dus à la charge de parois bombardées par des électrons.
Ces moyens consistent, par exemple,à métalliser le cylin- dre en verre intérieurement et extérieurement, è, prévoir un cylindre métallique entre la paroi de la dite ampoule et le système d'électrodes, cu bien à enfermer ce dernier dans une coquille-écran métallique. Les expériences relatives à la présente invention ont démontré que ces précautions ne donnent pas toujours le résultat voulu et qu'elles sont surtout insuf- fisantes pour empêcher les perturbations causées par des électrons qui s'écartent de leur trajectoire de décharge pro- prement dite et par l'action exercée sur de telsélectrons par les champs perturbateurs.
Pour obtenir le résultat voulu, il est nécessaire, suivant l'invention, non seulement d'en- fermer complètement le système d'électrodes dans un écran métallique dans le genre d'une cage de Faraday, dont émerge- raient seulement les éléments de support d'électrodes et d'amenée de courant, mais aussi à veiller à ce qu'il ne se trouve pas d'éléments isolants à l'intérieur de cette cage.
Afin de faciliter la compréhension de l'objet de l'in- vention, on exposera ci-après les effets réciproques et les phénomènes qui se produisent à l'intérieur d'un tube à déchar- ge.
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Dans chacun des systèmes d'électrodes de construction connue, il existe la possibilité qu'en divers points les électrons quittent la trajectoire de décharge proprement dite s'étendant entre la cathode et l'anode et circulent à l'in- térieur de l'ampoule. De tels points d'échappement d'électrons se trouvent, par exemple,- dans les systèmes comportant des électrodes cylindriques ou prismatiques ouvertes aux deux extrémités,- aux ouvertures en bout de ces électrodes. Un échappement d'électrons hors du système d'électrodes propre- ment dit a également lieu là où l'électrode extérieure, la- quelle sert le plus souvent d'anode et est maintenue à un potentiel positif élevé, présente des parois plus ou moins ajourées.
De telles parois sont prévues pour des raisons thermiques, afin de favoriser l'évacuation de la chaleur par rayonnement et d'éviter ainsi une augmentation indésirable de la température, laquelle pourrait donner lieu à l'émission thermique des cathodes non chauffées, par exemple des grilles.
L'échappement d'électrons est particulièrement favorisa dans les systèmes d'électrodes dans lesquels l'électrode extérieure ne constitue par une surface continue, comme cela se présente souvent dans le cas d'anodes en forme de plaque. Les perturba- tions provoquées par ces électrons se trouvant dans l'enceinte vide d'air peuvent être de diverse nature et sont influencées tant par les champs extérieurs que par l'état électrique des éléments isolants.
Les électrons qui se trouvent dans l'espace compris entre le système d'électrodes et la paroi en verre du tube, engendrent des charges d'espace dont la nature et la réparti- tion dépendent fréquemment du hasard. Ces champs sont donc souvent instables et ont tendance à subir des modifications brusques, perceptibles sous forme de craquements désagréables.
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Dans certaines circonstances, il se produit également une oscillation périodique de ces charges d'espace, dans le genre d'oscillations de brakhausen-Kurz. Il est facile de constater que de telles charges d'espace sont beaucoup plus sensibles vis-à-vis des champs extérieurs que le flux électronique contrôlé par des potentiels définis et s'établissant antre les électrodes dans l'espace de décharge proprement dit.
D'autres perturbations peuvent être provoquées par des isolateurs ou des conducteurs se trouvant à l'intérieur du tube, maintenus à un potentiel déterminé et chargés par les électrons. La valeur et la nature de ces charges dépendent souvent du hasard et constituent un élément d'insécurité de plus influençant le fonctionnement du tube.
Finalement, il y a lieu, à ce propos, de souligner parti- culièrement les effets d'émission secondaires des éléments isolants. La surface intérieure du tube en verre, ainsi que les surfaces des "ponta" isolants servant à entretoiser les électrodes, peuvent se trouver chargés positivement par des courants "rampants" qui circulent dans le dépôt provenant de la décomposition de l'anode. Ce dernier cas se produirait très probablement là où la tension anodique serait appliquée avant que l'émission électronique de la cathode ait atteint sa pleine valeur, comme cela a lieu généralement dans les appareils habituels à antenne secteur.
Lorsque les électrons s'échappant de l'espace de décharge ou passant à travers l'anode présentant des parois ajourées,viennent bembarder les surfaces mentionnées plus haut, avec une vitesse corres- pondant au potentiel de ces surfaces, ces dernières ont ten- dance à devenir le siège d'émissions secondaires ..Les surfaces devenues émettrices agissent désormais comme électrodes et comme, d'autre part, elles sent couplées par capacité avec la
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grille de commande, elles provoquent dans le circuit de grille, suivant la position en phase de leur tension,
des accroisse- ments ou des diminutions de l'amortissement et de la capacité.
Tous ces phénomènes, en plus du fait qu'ils sont fort gênants en eux-mêmes, présentent encore cet inconvénient qu'ils échap- pent à tout contrôle et dépendent d'une série de circonstances fortuites.
-Ces inconvénients peuvent être écartés, suivant l'inven- tion, en entourant le système d'électrodes d'une enveloppe- écran complètement fermée, à la manière d'une cage de Faraday, tout en veillant à ce qu'il ne se trouve à l'intérieur de l'es- pace ainsi f aradisé, ni d'éléments isolants (entretoises d'élec- trodes, etc..), ni de conducteurs non chargés d'un potentiel défini, par exemple le support des moyens destinés à parfairele vide,encas- 'é directement dans la base aplatie. Il est bien entendu que cette restriction ne concerne pas les parties céramiques non métallisées du tube cathodique, dans le cas de cathodes in- candescentes à chauffage indirect.
Les surfaces de telles parties céramiques ne sont pas susceptibles de provoquer des perturbations, vu que, d'une part, elles sont connectées au potentiel de la cathode et que, d'autre part, elles sont si- tuées en dehors de la trajectoire des électrons. Toutefois, au besoin, il est facile de veiller à ce que la partie du porte-cathode céramique, disposée à l'intérieur de la cage- écran, soit entièrement métallisée ou recouverte par des surfaces-écrans spéciales. Ceci donne l'assurance qu'il ne se produit pas de charges non contrôlables, ni une émission se- condaire des éléments isolants.
L'enveloppe-écran peut égale- ment être plus ou moins ajourée, de manière à ne pas influen- cer défavorablement les propriétés thermiques du système d'électrodes, en ce qui concerne l'évacuation de la chaleur par rayonnement depuis l'intérieur de l'espace de décharge.
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Afin d'empêcher, dans ce dernier cas, un échappement d'élec- trons de l'espace de décharge vers l'extérieur de la cage, on peut appliquer à cette dernière un potentiel fixe, par, exemple un potentiel négatif ou cathodique.
Dans la cage entourant complètement le système d'élec- trodes, on peut supprimer les parties correspondant aux en- droits où un échappement d'électrons n'a certainement pas lieu, ou auxquels la décharge n'est susceptible d'être soumise à aucun effet extérieur. Ceci s'applique par exemple au mode de réalisation dans lequel l'anode est constituée par un cylindre en tôle à parois pleines. Dans ce cas, la faradisa- tion peut être assurée au moyen de deux chapeaux disposés sur les deux côtés en bout du système.
La Fig. 1 montre un exemple d'exécution d'un système d'électrodes établi suivant la présente invention, ainsi qu'une cage-écran enfermant complètement ce dernier. 1 dési- gne le tube en verre avec la base aplatie 2 sur laquelle se trouve monté le système d'électrodes. 3 désigne la cathode, 4 - une grille, et 5- une anode établie par exemple sous forme d'un treillis métallique. Le système d'électrodes est entouré par une cage constituée par un treillis métallique 6 de forme cylindrique et par deux parois en bout 7 et 8, pleines ou également ajourées. Cette cage est pourvue d'un conducteur 9, ce qui permet de lui appliquer tout potentiel voulu..La cage peut tout aussi bien être reliée, à l'intérieur même du tube, à une électrode portée à un potentiel approprié, telle que la cathode par exemple.
Les différentes électrodes sont entretoisées et maintenues à l'écartement approprié, au moyen de "ponts" isolants 10 et 11 situés à l'extérieur de la cage 6. Le support 12 des moyens destinés à parfaire le vide est également disposé à l'extérieur de la cage.
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La Fig. 2 montre un tube dont la système d'électrodes comporte une anode 20 constituée par un cylindre en tôle à parois pleines. Par conséquent, il suffit, dans ce cas, de prévoir des électrodes de faradisation sur les deux côtés en bout seulement, de l'anode cylindrique. Ces deux électro- des sont constituées par deux cuvettes 21 et 22 établies en un treillis métallique et disposées de manière à recouvrir les extrémités du système d'électrodes d'une façon excluant pratiquement tout échappement d'électrons vers l'espace situé en dehors de la cage de faradisation. Cette disposition em- pêche également que la perle isolante 23 servant de support aux porte-électrodes,puisse être bombardée par des électrons.
REVENDICATIONS.
EMI7.1
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1- Tube électronique, caractérisé par un dispositif écran établi et disposé de telle manière qu'aucun élément isolant n'est exposé au bombardement d'électrons.
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"ELECTRONIC TUBE" INVENTION PATENT
The present invention relates to a discharge tube, the discharge paths of which are waxed by one or more metal envelopes, leaving outside them all the insulating members and those which are not maintained at a defined potential.
It is understandable that the discharge trajectories of an electron tube, which constitutes the most sensitive relay system currently available in the art, are liable to react under the effect of disturbances, even small, the source of which may be either inside or outside the discharge tube, so that it is all indicated
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carefully flour the discharge tube and especially the discharge paths themselves. These considerations apply in particular to the initial stages of an amplifier or a receiver, given that in this case there are low useful amplitudes which can be easily dominated by the disturbances or be strongly influenced by the latter.
This being the case, a series of faradization means has already been proposed, either to neutralize the external disturbing fields, or to eliminate the influence of phenomena due to the charge of walls bombarded by electrons.
These means consist, for example, in metallizing the glass cylinder internally and externally, è, providing a metallic cylinder between the wall of said bulb and the system of electrodes, or in enclosing the latter in a shell-screen metallic. Experiments relating to the present invention have shown that these precautions do not always give the desired result and that they are especially insufficient to prevent disturbances caused by electrons which deviate from their proper discharge path and by the action exerted on such electrons by the disturbing fields.
To obtain the desired result, it is necessary, according to the invention, not only to completely enclose the system of electrodes in a metallic screen in the style of a Faraday cage, from which only the elements of support for electrodes and current supply, but also to ensure that there are no insulating elements inside this cage.
In order to facilitate understanding of the object of the invention, the reciprocal effects and the phenomena which occur inside a discharge tube will be explained below.
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In each of the electrode systems of known construction, there is the possibility that at various points the electrons leave the actual discharge path extending between the cathode and the anode and circulate inside the electrode. bulb. Such electron escape points are found, for example, - in systems comprising cylindrical or prismatic electrodes open at both ends, - at the openings at the end of these electrodes. An escape of electrons from the electrode system proper also takes place where the outer electrode, which most often serves as an anode and is maintained at a high positive potential, has more or less walls. openwork.
Such walls are provided for thermal reasons, in order to promote the removal of heat by radiation and thus to avoid an undesirable increase in temperature, which could give rise to the thermal emission of unheated cathodes, for example grids.
The escape of electrons is particularly favored in electrode systems in which the outer electrode does not constitute a continuous surface, as often occurs in the case of plate-shaped anodes. The disturbances caused by these electrons in the vacuum chamber can be of various kinds and are influenced both by the external fields and by the electrical state of the insulating elements.
The electrons which are found in the space between the electrode system and the glass wall of the tube generate space charges, the nature and distribution of which frequently depend on chance. These fields are therefore often unstable and tend to undergo abrupt modifications, perceptible in the form of unpleasant crackles.
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Under certain circumstances there is also a periodic oscillation of these space charges, similar to Brakhausen-Kurz oscillations. It is easy to see that such space charges are much more sensitive to external fields than the electronic flux controlled by defined potentials and establishing itself between the electrodes in the actual discharge space.
Other disturbances can be caused by insulators or conductors located inside the tube, maintained at a determined potential and charged by electrons. The value and nature of these charges often depend on chance and constitute an additional element of insecurity influencing the operation of the tube.
Finally, in this connection, the secondary emission effects of insulating elements should be particularly emphasized. The interior surface of the glass tube, as well as the surfaces of the insulating "ponta" serving to spacer the electrodes, can be positively charged by "creeping" currents which circulate in the deposit resulting from the decomposition of the anode. The latter case would most likely occur where the anode voltage is applied before the electronic emission from the cathode has reached its full value, as usually occurs in conventional mains antenna devices.
When the electrons escaping from the discharge space or passing through the anode having perforated walls, come to jerk the surfaces mentioned above, with a speed corresponding to the potential of these surfaces, the latter tend to become the seat of secondary emissions. The surfaces that have become emitting now act as electrodes and, on the other hand, they feel coupled by capacitance with the
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control gate, they cause in the gate circuit, depending on the phase position of their voltage,
increases or decreases in depreciation and capacity.
All these phenomena, in addition to the fact that they are very troublesome in themselves, still have the disadvantage that they escape all control and depend on a series of fortuitous circumstances.
These drawbacks can be avoided, according to the invention, by surrounding the system of electrodes with a completely closed envelope-screen, in the manner of a Faraday cage, while taking care that it does not found inside the space thus f aradized, neither insulating elements (electrode spacers, etc.), nor conductors not charged with a defined potential, for example the support of the means intended for perfecting the vacuum, fitted directly into the flattened base. It is understood that this restriction does not apply to the non-metallized ceramic parts of the cathode ray tube, in the case of indirect heating incandescent cathodes.
The surfaces of such ceramic parts are not liable to cause disturbances, since, on the one hand, they are connected to the potential of the cathode and, on the other hand, they are located outside the path of the particles. electrons. However, if necessary, it is easy to ensure that the part of the ceramic cathode holder, placed inside the screen cage, is entirely metallized or covered by special screen surfaces. This gives the assurance that neither uncontrollable loads nor a secondary emission from the insulating elements occur.
The screen casing may also be more or less perforated, so as not to adversely affect the thermal properties of the electrode system, with regard to the dissipation of heat by radiation from the interior of the enclosure. the discharge space.
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In order to prevent, in the latter case, an escape of electrons from the discharge space to the outside of the cage, a fixed potential can be applied to the latter, for example a negative or cathodic potential.
In the cage completely surrounding the system of electrodes, it is possible to eliminate the parts corresponding to the places where an escape of electrons certainly does not take place, or to which the discharge is not liable to be subjected to any. exterior effect. This applies for example to the embodiment in which the anode consists of a sheet metal cylinder with solid walls. In this case, the waxing can be ensured by means of two caps arranged on both sides at the end of the system.
Fig. 1 shows an exemplary embodiment of an electrode system established according to the present invention, as well as a cage-screen completely enclosing the latter. 1 denotes the glass tube with the flattened base 2 on which the electrode system is mounted. 3 denotes the cathode, 4 - a grid, and 5 - an anode established for example in the form of a metal mesh. The system of electrodes is surrounded by a cage formed by a metal mesh 6 of cylindrical shape and by two end walls 7 and 8, solid or also perforated. This cage is provided with a conductor 9, which makes it possible to apply any desired potential to it. The cage can just as easily be connected, even inside the tube, to an electrode brought to an appropriate potential, such as the cathode for example.
The various electrodes are spaced and maintained at the appropriate spacing, by means of insulating "bridges" 10 and 11 located outside the cage 6. The support 12 of the means intended to improve the vacuum is also placed outside. of the cage.
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Fig. 2 shows a tube whose electrode system comprises an anode 20 formed by a sheet metal cylinder with solid walls. Therefore, it suffices, in this case, to provide faradization electrodes on the two end sides only, of the cylindrical anode. These two electrodes are constituted by two cuvettes 21 and 22 established in a metallic mesh and arranged so as to cover the ends of the electrode system in a manner which practically excludes any escape of electrons towards the space situated outside of the electrode. the faradization cage. This arrangement also prevents the insulating bead 23 serving as a support for the electrode holders from being bombarded by electrons.
CLAIMS.
EMI7.1
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1- Electron tube, characterized by a screen device established and arranged in such a way that no insulating element is exposed to electron bombardment.