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"PERFECTIONNEMENTS SE RAPPORTANT A DES APPAREILS A VALVES THERMOIONIQUES DEVANT SERVIR A DES LONGUEURS D'ONDES TRES COURTES"
Faisant l'objet d'une première demande de brevet déposée en GRANDE-BRETAGNE, le 10 mars 1934, NI' 7696, au noms de la, Sté. MARCONI'S WIRELESS TELEGRAPH Cy. Ltd. et de Messieurs
Norman Eustace DAVIS, Ernest GREEN et Alfred Weedon HALL, dont la susdite Société est l'ayant-droit -
L'invention se rapporte à des appareils à valves thermoïoniquesdestinés à être employés sur des longueurs d'onde très courtes et plus particulièrement à des dispositifs à valves thermos niques pouvant servir dans des circuits radio-électriques adaptés pour opérer sur des longueurs d'onde de l'ordre de 10 mètres et moins.
L'invention peut être utilisée pour fournir un amplificateur amélioré à très haute fréquence et dans cet exposé on trouvera
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plus loin la description d'un modèle préféré d'amplificateur à très haute fréquence pouvant servir efficacement pour une longueur d'onde d'environ 6 à 8 mètres.
Il est connu que la construction d'amplificateurs thermoio- niques satisfaisants et efficaces pour des longueurs d'onde très courtes de l'ordre de celles indiquées et devant être opérés à haute puissance est fort difficile. Les exigences d'un tel amplificateur à haute puissance et à onde très courte peuvent se résumer comme suit :
1. Le circuit doit être symétrique électriquement.
2. Il y aura symétrie électrique par rapport à la terre.
3. On évitera les couplages à capacité incontrôlable ou élec- tromagnétiques.
4. Les diverses interconnexions seront aussi courtes et aussi peu nombreuses que possible.
5. L'assemblage tout entier sera compact et rigide.
La présente invention réalise un appareil à valves thermo#o- niques qui remplit d'une manière très complète les exigences cidessus, le dit appareil étant en outre relativement bon marché et de construction facile.
Comme on le verra mieux plus loin, les parties 'saillantes de l'invention consistent dans : (1) le dispositif à valves thermoioniques connectées symétriquement dans des capots ou logements de faradisation qui servent en même temps d'électrodes à l'accord d'anode et de condensateurs de neutralisation; (2) dans la réalisation de circuits d'entrée et de sortie formés symétriquement chacun et construits chacun comme une unité qui s'enlève aisément, de sorte qu'on peut les régler lorsqu'ils sont hors de l'appareil;
(3) dans la constitution de couplages de sortie et d'entrée va** riables, par le déplacement des entités des circuits d'entrée et
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électriques de l'ensemble ; dans l'utilisation, comme partie de l'inductance de sortie d'un dispositif de tubes métalliques qui servent également à amener l'eau de refroidissement vers les valves, et la réalisation, en rapport avec les dits tubes, de moyens d'accord, grâce auxquels l'inductance de sortie peut être variée sans interférer avec les conduites d'eau et avec un minimum de dérangement aux organes secondaires ;
dans l'uti- lisation comme une partie de l'inductance de sortie, du système des tubes qui sert à conduire l'eau de refroidissement des valves, et l'arrangement des dits tubes, de telle sorte qu'ils présentent une résistance voulue relativement élevée et, par ce fait, donnent à l'amplificateur dans son ensemble une large caractéristique de bande. Cette dernière caractéristique est uniquement requise dans le cas où l'amplificateur est destiné à amplifier une onde porteuse modulée avec une large bande de fréquences par exemple une onde porteuse modulée de télévision, et dans les cas où une large caractéristique de bande de fréquences n'est pas nécessaire, les tubes seront arrangés de façon à présenter une résistance minime aux fréquenoes élevées.
L'invention est représentée dans les dessins annexés qui se rapportent à une forme préférée d'amplificateur à fréquence élevée pouvant servir pour des longueurs d'onde de l'ordre de 6 à 8 mètres.
Dans les dits dessins, la Figure 1 est un schéma de circuit; la Figure 2 est une vue d'élévation latérale montrant l'arrangement général de l'amplificateur tel qu'il est vu à travers la paroi latérale du réduit qui le contient; la Fig. 3 est une vue d'élévation antérieure de l'arrangement figuré en 2, les diverses parties étant de nouveau montrées en pointillé parce que se trouvant derrière la paroi antérieure du réduit;
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la Fig. 4 est une vue en plan qui montre les parties principales de l'appareil qui se trouvent du côté sortie de l'écran V; la Fig. 5 est une coupe verticale suivant la ligne Q-Q de la Fig. 4, mais qui n'en montre de nouveau que les parties prince pales, et la Fig. 6 est une vue en bout des éléments montrés à la Fig. 5.
Dans tous les dessins, les mêmes signes de référence ont été utilisés pour les mêmes pièces.
Se référant maintenant à la Fig. 1, la puissance d'entrée à haute fréquence, par exemple, une haute fréquence modulée, alimente à travers les condensateurs variables 20h, 20c une bobine 20a qui est en couplage variable avec une bobine 18 accordée par un condensateur de shunt 19. Les bornes opposées du circuit accordé 18,19 sont connectées à travers les condensateurs 15, 16 comme l'indique le dessin, aux grilles de deux valves arrangées symétriquement, du type à bout unique (single ended),à refroidissement par eau des anodes 1 et 2 qui forment partie intégrante des enveloppes. Les valves sont neutrali- sées en croix par les condensateurs 8X connectés entre l'anode de chaque valve et la grille de l'autre.
Les anodes sont reliées entre elles à travers une inductance 9 a et h laquelle est shuntée par un système à condensateur d'accord variable 5YY, tandis que l'inductance 9 a et Il est en couplage variable avec une bobine 11 a dont les bornes sont connectées à travers les conden- sateurs variables 11 b et 11 c aux bornes de sortie. V est un écran et U est un dispositif d'accord (en pointillé) qui peuvent être adaptés si c'est nécessaire. Cette disposition générale de circuit est évidemment bien connue en soi et on ne le représente dans la Fig. 1 que pour permettre une compréhension plus exacte de l'arrangement réel faisant l'objet de la présente invention.
Se référant mainténant aux Fig. 2 à 6, on voit que chaque
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un siège triangulaire métallique 3 ou 4, chaque siège ayant deux parois verticales X et Y arrangées de façon à bien maintenir les isolateurs de support W (voir surtout la Fig. 6). Comme le montre la Fig. 4, les parois X des sièges sont inclinées l'une vers l'autre et s'étendent bien au-delà des parois Y. Les parois X sont en relation électrostatique avec les plaques conductrices 8 (voir Fig. 4) qui, avec les dites parois X, constituent les condensateurs 8X de neutrodynation, connectés transversalement, de la Fig. 1. Les sièges dans leur ensemble sont évidemment en contact électrique direct avec les chemises d'eau des anodes des valves qui, évidemment, sont au potentiel d'anode.
Les plaques 8 sont mobiles et maintenues par des charnières que montre clairement la Fig. 4 ; et comme on le voit tout de suite, sont bien placées pour le réglage précis et la neutralisation ou neutrodynation.
Les plaques 8 sont connectées transversalement aux grilles de la valve à travers les conducteurs 13 et 14 respectivement. Ainsi., le conducteur 13 relie-une des plaques 8, à travers un condensa teur 16,à la grille de la valve en 1 ands la Fig. 4, tandis que l'autre plaque 8 est reliée, à travers le conducteur 14 et le condensateur 15, à la grille de la valve en 2. Les liaisons de grille des condensateurs 15,16 sont représentées dans la Fig. 4 comme étant interrompues, mais en réalité elles continuent dans une direction bissectrice des angles aux coins des sièges triangulaires.
Les extrémités des conducteurs 13 et 14, qui sont éloignées des plaques 8, sont reliées électriquement et mécani quement aux conducteurs 17, 17a qui passent à travers des ouver- tures pratiquées dans une paroi de blindage V et se terminent en forme de pinces ou de sockets pour recevoir ou pour saisir des broches formées par ou supportant la bobine de grille 18 comme le montre clairement la Fig. 3. On peut voir que cette construction comporte une très grande rigidité présentant des liaisons
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transversales et des interconnexions très courtes et protégeant.' bien le circuit d'entrée.
La bobine 18 est accordée par un condensateur 19 (voir Fig.3) dont les armatures sont montées sur des axes fixés sur les mêmes isolateurs qui supportent les pièces 17, 17a, 13,14, 15 et 16.
En outre, comme il apparaîtra clairement dans la suite, l'inductance 18 est perpendiculaire à l'inductance du circuit de sortie. Les anodes des valves sont refroidies par l'eau amenée à travers les tuyaux 9a., 9h qui constituent également les inductances anodiques. Ces tuyaux sont en parallèle et leur disposition se verra le mieux dans les Fig. 4, 5 et 6. L'eau est amenée dans ces tuyaux par les tuyaux 10, 10a et le potentiel anodique est appliqué par les points où les tuyaux 10, 10a rejoignent respectivement les tuyaux 9a, 9b. L'inductance anodique est accordée par le condensateur constitué par le dispositif représenté en 5, en liaison électrostatique avec les plaques Y des sièges triangulaires.
Ce dispositif montré en 5 consiste en une boîte de cuivre, sans fond, formée de deux moitiés dont la distance respective aux plaques Y est réglage (voir Fig.4), toute la boîte étant montée (voir Fig.5) de sorte qu'elle peut glisser longitudinalement par rapport aux sièges. Les guides le long desquels s'opère ce glissement sont figurés en 6, et 7 est un point d'attache pour une commande mécanique convenable. En faits la boite 5 forme une plaque dont la distance aux plaques Y Y (mesurée perpendiculairement à la longueur des guides 6) peut être fixée une fois pour toutes, et, cette distance étant fixée, la boîte 5 tout entière peut être mue plus ou moins profondément dans l'espace formé par les deux parois Y Y.
Les circuits de sortie et d'entrée sont construits de façon
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leur disposition générale. Le circuit de sortie consiste en une bobine 11a placée entre les bobines formées dans les tuyaux 9a,9b et y accouplée, les extrémités de la bobine 11a étant connectées chacune à l'une des bornes des condensateurs variables llh ou 11c, l'autre borne d'un des condensateurs llh 11c était connectée directement à la masse du châssis, tandis que la borne restante de l'autre condensateur est connectée à un feeder de sortie figuré en d (voir Fig. 4). L'ensemble 11a, llh, 11c peut, ainsi que cela ressort des Fig.4 et 5, être aisément retiré et, étant enlevé, être ajusté et équilibré exactement.
L'entité étant en place dans l'appareil, le couplage entre 11a et les inductances constituées par les coudes circulaires des tubes 9a et 9b peut être modifié sans troubler en aucune façon la symétrie ou les constantes électriques du dispositif, en faisant glisser toute l'unité de débit, composée des pièces 11a, 11b, 11c, le long des guides représentés en 12, 12a dans la Fig.4. Le circuit d'entrée qui y ressemble très fort, consiste lui aussi en une bobine 20a des condensateurs 20b et 20c et, comme ci-avant, les couplages peuvent varier par le glissement de l'entité 20a, 20b, 20c, le long des guides 21, ce réglage pouvant également se faire sans trou-bler la symétrie ni les constantes électriques.
Le feeder d'entrée est représenté en 22 à la Fig. 2. 23 re présente dans les Fig. 2 et 3 les parties vitrées des enveloppes des valves dont les chemises d'anode sont dans les sièges 3 et 4 (la connexion de grille qui passe à travers une de ces parois vitrées vers le condensateur 16 est clairement montrée à la Fig.2) et 24 et 25 sont les barres omnibus des filaments.
On remarquera que les prolongements des parois X des sièges,; au-delà des sommets des triangles, aident à l'isolement électrique des bras 13 et 14 du circuit en pont. Les parois X-Y protè... gent très bien les isolateurs W et réduisent ainsi au minimum
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les pertes diélectriques en distribuant avantageusement les champs en haute fréquence. En outre, la commande d'accord principale, qui constitue le dispositif pour faire glisser la boîte en cuivre 5 et qui, étant sous tension, permet d'accorder tout le circuit, est du potentiel de la terre,vu que l'arrangement condensateur 5 XY est extrêmement rigide et doit être de capacité très constante.
De nouveau, l'isolateur supportant ce condensateur est au centre électrique du circuit d'anode, ce qui évite l'échauffement et les pertes diélectriques en ce point.
S'il est nécessaire d'avoir dans une installation déterminée une inductance d'anode qui soit inférieure à celle pouvant être obtenue par un arrangement comme celui décrit et représenté jusqu'à présent, elle peut être réalisée en supprimant les coudes circulaires dans les tubes 9a et 9b. Cependant, un dispositif préféré, qui peut être utilisé avec ou sans les dits coudes circulaires, et qui présente l'avantage de permettre un réglage facile de l'inductance, est celui représenté dans la Fig. 4 (dans la Fig. 5, les parties correspondantes ne sont pas représentées, afin de rendre le dessin plus clair). Il consiste en deux tubes supplémentaires U de diamètre convenable, entourant les tubes 9a et 9b, les dits tubes U étant reliés par un troisième tube T, de diamètre égal ou à peu près.
L'ensemble TUU peut glisser dans le sens de la longueur et en le glissant,le long des tuyaux, il est possible de régler exactement comme il faut l'inductance de l'anode, sans troubler l'arrivée de l'eau aux valves. Il est à remarquer que l'adoption de la partie T, bien qu'elle soit fort pratiquen'est d'aucune façon essentielle, car bien souvent l'inductance requise peut s'obtenir en prenant des tubes U de longueur fixe, pour entourer les tubes 9a,et 9b, et en lesy fixant rigi--
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Une autre façon d'obtenir la variation d'inductance d'anode consiste à intercaler, en-dessous et à mi chemin entre les coudes circulaires des tubes 9 et 9h, une plaque en cuivre sujette à des pertes par courants de circulation, et présentant des dimen- sions appropriées,
cette plaque étant mobile dans le champ des coudes circulaires, et servant comme dispositif de réglage d'inductance, fonctionnant par la méthode bien connue des courants de circulation.
Cette dernière méthode de variation d'inductance présente l'avantage de permettre d'équilibrer de manière précise le circuit aux points de jonction des tuyaux 10, 10a et 9a 9b, de sorte que la tension en ces points de jonction peut être pratiquement réduite à zéro, ce qui évite à peu près toute perte diélectrique dans le système à eau.
L'appareil représenté dans les Fig. 2 à 6 peut, avec de légères modifications, être employé avec succès pour l'ampli fication et la transmission d'une onde porteuse à très haute fréquence, par exemple 6 à 8 mètres, possédant une étendue très large de fréquences modulatoires, pa.r exemple pour la télévision.
Ainsi, il suffit d'une très légère modification pour que l'appareil représenté aux Fig. 2 à 6 puisse servir non comme amplificateur final de courantmais comme amplificateur à modulation intermédiaire possédant une bande fort large de fréquences, comme pour les signaux de télévision. La modification consiste simplement à arranger les circuits de telle façon que l'inductance d'anode présente une résistance appréciable, dans lequel cas le rapport inductance/résistance est porté à la valeur voulue pour donner la bande nécessaire de fréquences.
Une méthode préférée pour obtenir la résistance nécessaire
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consiste à étendre sur les tuyaux en cuivre 9a 9b du fer recuit malléable, ou toute autre matière présentant des propriétés élec. triques semblables. En ce cas, les courants à haute fréquence qui, en vertu de l'effet Kelvin (skin effect) courent princi- paiement à l'extérieur des conducteurs 9a 9h, subiront une perte considérable due à la grande perméabilité de la surface en fer, tandis que les avantages des tubes en cuivre comme conduites d'eau sont toujours conservés.
En général,le principe de cette méthode consistant à provoquer des pertes pour avoir un rapport voulu inductance/résistance consiste à utiliser l'eau passant par les tubes 9a 9b pour dissiper la portion d'énergie requise: c'est-à-dire que la perte de haute fréquence est provoquée par l'enduit en fer doux, mais la chaleur engendrée par cette perte est rapidement et efficacement dissipée parce qu'elle est amenée vers l'eau à travers les tubes en cuivre. Il est possible d'amener la perte au circuit anodique à un tiers du débit total au moyen de cette méthode, et d'avoir par conséquent une caractéristique très large de bande de fréquence.
Les avantages de la méthode décrite apparaîtront immédiate** ment si on la compare à la méthode usuelle connue pour obtenir un rapport voulu inductance-résistance relativement bas, notamment la méthode consistant à mettre en circuit (loading back) une composante convenable de la résistance de charge. Si la charge était',. conne c'est le cas habituel, un circuit de grille, et que cette méthode connue fut employée, alors, comme une pleine excitation de grille ne requiert qu'une quantité relativement minime de puissance,il faudrait produire une charge non-inductive autour du circuit de grille afin de prendre la charge supplémen.. taire nécessaire pour "rejeter" vers le circuit d'anode les pertes et la résistance requises.
Pour des fréquences de l'ordre en
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tout à fait indésirable et, en fait,, la capacité de fuite d'un tel circuit de charge serait de nature à porter préjudice à l'accord du circuit de grille aux fréquences fort élevées dont il est question.
Bien que, dans l'application plus particulièrement décrite et .représentée de l'invention, il soit fait usage de triodes, la dite invention n'est pas limitée à l'usage de valves de ce type, et l'on peut par exemple se servir avantageusement de lampes à grille-écran. Il faudrait fort peu de-changement pour adapter l'arrangement représenté aux dessins à l'usage de valves à grille- écran, et en cas d'usage de telles valves, la modification principale consisterait dans l'aménagement de moyens permettant de "bloquer" les grilles-écrans directement à la terre ou à la masse, c'est-à-dire de les relier à la terre ou à la masse à travers des condensateurs de blocage à courant continu.
Même si l'on fait usage de valves à grille-écran aux fins d'amplification de puissance, il est probable que des condensateurs de compensas tion 8X seraientencore nécessaires ou tout au moins fort utilee.
REVENDICATIONS.
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1 - Un appareil à valves thermoioniques adapté pour opérer à des longueurs d'onde très courtes et comportant au moins un étage à très haute fréquence qui comprend des valves connectées symétriquement montées .sous des écrans ou capots métalliques qui font partie intégrante des condensateurs d'accord anodique des dites valves.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"IMPROVEMENTS RELATING TO APPARATUS WITH THERMOIONIC VALVES TO BE USED AT VERY SHORT WAVELENGTHS"
Being the subject of a first patent application filed in GREAT BRITAIN, March 10, 1934, NI '7696, in the names of, Sté. MARCONI'S WIRELESS TELEGRAPH Cy. Ltd. and gentlemen
Norman Eustace DAVIS, Ernest GREEN and Alfred Weedon HALL, of which the aforementioned Company is the beneficiary -
The invention relates to thermionic valve devices intended to be used on very short wavelengths and more particularly to thermionic valve devices which can be used in radio-electric circuits adapted to operate on wavelengths of the order of 10 meters and less.
The invention can be used to provide an improved very high frequency amplifier and in this disclosure will be found
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below describes a preferred model of very high frequency amplifier which can be used effectively for a wavelength of about 6 to 8 meters.
It is known that the construction of satisfactory and efficient thermal amplifiers for very short wavelengths of the order of those indicated and to be operated at high power is very difficult. The requirements of such a high power, very short wave amplifier can be summarized as follows:
1. The circuit must be electrically symmetrical.
2. There will be electrical symmetry with respect to the earth.
3. Uncontrollable capacitance or electromagnetic couplings should be avoided.
4. The various interconnections will be as short and as few as possible.
5. The entire assembly will be compact and rigid.
The present invention provides a thermo-onical valve apparatus which very fully fulfills the above requirements, said apparatus furthermore being relatively inexpensive and easy to construct.
As will be seen better below, the protruding parts of the invention consist of: (1) the device with thermionic valves connected symmetrically in faradizing hoods or housings which at the same time serve as electrodes for the tuning. anode and neutralization capacitors; (2) in providing input and output circuits each symmetrically formed and each constructed as a unit which is easily removable, so that they can be adjusted when they are out of the apparatus;
(3) in the constitution of variable output and input couplings, by the displacement of the entities of the input circuits and
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electrical assembly; in the use, as part of the output inductance of a device of metal tubes which also serve to supply the cooling water to the valves, and the realization, in connection with said tubes, of tuning means , thanks to which the output inductance can be varied without interfering with the water pipes and with a minimum of disturbance to the secondary organs;
in use as a part of the output inductor, of the system of tubes which serves to conduct the cooling water of the valves, and of the arrangement of said tubes so that they present a desired resistance relatively high and hence give the amplifier as a whole a wide band characteristic. This latter characteristic is only required in cases where the amplifier is intended to amplify a modulated carrier wave with a wide frequency band, for example a modulated television carrier wave, and in cases where a wide frequency band characteristic is not is not necessary, the tubes will be arranged so as to present minimal resistance to high frequencies.
The invention is shown in the accompanying drawings which relate to a preferred form of high frequency amplifier which can be used for wavelengths of the order of 6 to 8 meters.
In said drawings, Figure 1 is a circuit diagram; Figure 2 is a side elevational view showing the general arrangement of the amplifier as viewed through the side wall of the cubicle which contains it; Fig. 3 is a front elevational view of the arrangement shown at 2, the various parts again being shown in dotted lines because they are behind the front wall of the cubicle;
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Fig. 4 is a plan view showing the main parts of the apparatus which are on the output side of the screen V; Fig. 5 is a vertical section taken along the line Q-Q of FIG. 4, but which only shows again the prince-blade parts, and FIG. 6 is an end view of the elements shown in FIG. 5.
In all of the drawings the same reference signs have been used for the same parts.
Referring now to FIG. 1, the high frequency input power, for example, a modulated high frequency, feeds through the variable capacitors 20h, 20c a coil 20a which is in variable coupling with a coil 18 tuned by a shunt capacitor 19. The terminals opposites of the tuned circuit 18,19 are connected through the capacitors 15, 16 as shown in the drawing, to the gates of two valves arranged symmetrically, of the single ended type, water-cooled anodes 1 and 2 which form an integral part of the envelopes. The valves are neutralized crosswise by 8X capacitors connected between the anode of each valve and the grid of the other.
The anodes are connected to each other through an inductor 9 a and h which is shunted by a variable tuning capacitor system 5YY, while the inductor 9 a and II is in variable coupling with a coil 11 a whose terminals are connected through variable capacitors 11 b and 11 c to the output terminals. V is a screen and U is a tuning device (dotted) which can be adapted if necessary. This general circuit arrangement is obviously well known per se and is not shown in FIG. 1 than to allow a more exact understanding of the actual arrangement which is the object of the present invention.
Referring now to Figs. 2 to 6, we see that each
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a triangular metal seat 3 or 4, each seat having two vertical walls X and Y arranged so as to properly hold the support insulators W (see especially Fig. 6). As shown in Fig. 4, the X walls of the seats are inclined towards each other and extend well beyond the Y walls. The X walls are in electrostatic relation with the conductive plates 8 (see Fig. 4) which together with the said walls X, constitute the neutrodynation capacitors 8X, connected transversely, of FIG. 1. The seats as a whole are obviously in direct electrical contact with the anode water jackets of the valves which, of course, are at anode potential.
The plates 8 are movable and held by hinges which clearly shows in FIG. 4; and as can be seen immediately, are well placed for fine tuning and neutralization or neutrodynation.
The plates 8 are connected transversely to the gates of the valve through the conductors 13 and 14 respectively. Thus, the conductor 13 connects one of the plates 8, through a condenser 16, to the grid of the valve in 1 ands in FIG. 4, while the other plate 8 is connected, through the conductor 14 and the capacitor 15, to the gate of the valve at 2. The gate connections of the capacitors 15,16 are shown in FIG. 4 as being interrupted, but in reality they continue in a direction bisecting the angles at the corners of the triangular seats.
The ends of the conductors 13 and 14, which are remote from the plates 8, are electrically and mechanically connected to the conductors 17, 17a which pass through openings in a shielding wall V and terminate in the form of clips or clips. sockets for receiving or gripping pins formed by or supporting the grid coil 18 as clearly shown in FIG. 3. We can see that this construction has a very high rigidity presenting connections
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transverse and very short and protecting interconnections. ' well the input circuit.
The coil 18 is tuned by a capacitor 19 (see Fig. 3), the armatures of which are mounted on pins fixed on the same insulators which support the parts 17, 17a, 13,14, 15 and 16.
Furthermore, as will become clear in the following, inductance 18 is perpendicular to the inductance of the output circuit. The anodes of the valves are cooled by the water supplied through the pipes 9a., 9h which also constitute the anode inductors. These pipes are in parallel and their arrangement will best be seen in Figs. 4, 5 and 6. The water is brought into these pipes by the pipes 10, 10a and the anode potential is applied through the points where the pipes 10, 10a respectively join the pipes 9a, 9b. The anode inductance is matched by the capacitor formed by the device shown at 5, in electrostatic connection with the Y plates of the triangular seats.
This device shown at 5 consists of a bottomless copper box formed of two halves the respective distance to the Y plates of which is adjustable (see Fig. 4), the whole box being mounted (see Fig. 5) so that it can slide longitudinally relative to the seats. The guides along which this sliding takes place are shown at 6, and 7 is an attachment point for a suitable mechanical control. In fact the box 5 forms a plate whose distance to the YY plates (measured perpendicular to the length of the guides 6) can be fixed once and for all, and, this distance being fixed, the whole box 5 can be moved more or less. deep in the space formed by the two walls Y Y.
The output and input circuits are constructed so
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their general arrangement. The output circuit consists of a coil 11a placed between the coils formed in the pipes 9a, 9b and coupled thereto, the ends of the coil 11a each being connected to one of the terminals of the variable capacitors llh or 11c, the other terminal one of the capacitors 11h 11c was connected directly to chassis ground, while the remaining terminal of the other capacitor is connected to an output feeder shown at d (see Fig. 4). The assembly 11a, 11h, 11c can, as can be seen from Figs. 4 and 5, be easily removed and, being removed, be adjusted and balanced exactly.
The entity being in place in the device, the coupling between 11a and the inductors formed by the circular bends of the tubes 9a and 9b can be modified without in any way disturbing the symmetry or the electrical constants of the device, by sliding the whole 'flow unit, composed of parts 11a, 11b, 11c, along the guides shown at 12, 12a in Fig.4. The input circuit which looks very strong, also consists of a coil 20a of the capacitors 20b and 20c and, as above, the couplings can vary by the sliding of the entity 20a, 20b, 20c, along the guides 21, this adjustment can also be done without disturbing the symmetry or the electrical constants.
The input feeder is shown at 22 in FIG. 2. 23 re present in Figs. 2 and 3 the glass parts of the valve casings whose anode jackets are in seats 3 and 4 (the grid connection which passes through one of these glass walls to the capacitor 16 is clearly shown in Fig. 2) and 24 and 25 are the filament bus bars.
It will be noted that the extensions of the walls X of the seats; beyond the vertices of the triangles, assist in the electrical isolation of the arms 13 and 14 of the bridge circuit. The X-Y walls protect the W insulators very well and thus reduce to a minimum
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dielectric losses by advantageously distributing the high frequency fields. In addition, the main tuning control, which constitutes the device for sliding the copper box 5 and which, being energized, allows the whole circuit to be tuned, is of earth potential, since the capacitor arrangement 5 XY is extremely rigid and must be of very constant capacity.
Again, the insulator supporting this capacitor is at the electrical center of the anode circuit, which prevents overheating and dielectric losses at this point.
If it is necessary to have in a given installation an anode inductance which is lower than that obtainable by an arrangement such as that described and shown so far, it can be achieved by eliminating the circular bends in the tubes. 9a and 9b. However, a preferred device, which can be used with or without said circular elbows, and which has the advantage of allowing easy adjustment of the inductance, is that shown in FIG. 4 (in Fig. 5 the corresponding parts are not shown, in order to make the drawing clearer). It consists of two additional U tubes of suitable diameter, surrounding the tubes 9a and 9b, said U tubes being connected by a third tube T, of equal or approximately diameter.
The TUU assembly can slide lengthwise and by sliding it along the pipes it is possible to adjust the inductance of the anode exactly as required, without disturbing the water supply to the valves . It should be noted that the adoption of the T part, although it is very common practice, is in no way essential, because very often the required inductance can be obtained by taking U tubes of fixed length, to surround the tubes 9a, and 9b, and fixing them rigi--
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Another way to obtain the variation of anode inductance consists in inserting, below and halfway between the circular bends of the tubes 9 and 9h, a copper plate subject to losses by circulating currents, and having appropriate dimensions,
this plate being movable in the field of the circular elbows, and serving as an inductance adjustment device, operating by the well known method of circulating currents.
This last method of inductance variation has the advantage of allowing the circuit to be precisely balanced at the junction points of the pipes 10, 10a and 9a 9b, so that the voltage at these junction points can be practically reduced to zero, which virtually avoids any dielectric loss in the water system.
The apparatus shown in Figs. 2 to 6 can, with slight modifications, be used successfully for the amplification and transmission of a very high frequency carrier wave, for example 6 to 8 meters, having a very wide range of modulating frequencies, pa. r example for television.
Thus, a very slight modification is sufficient for the apparatus shown in Figs. 2 to 6 can serve not as a final current amplifier but as an intermediate modulation amplifier having a very wide frequency band, as for television signals. The modification is simply to arrange the circuits so that the anode inductor has appreciable resistance, in which case the inductance / resistance ratio is increased to the desired value to give the necessary band of frequencies.
A preferred method to obtain the necessary resistance
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consists of spreading on the copper pipes 9a 9b malleable annealed iron, or any other material having electrical properties. similar tricks. In this case, the high frequency currents which, by virtue of the Kelvin effect (skin effect) run mainly outside the conductors 9a 9h, will suffer a considerable loss due to the high permeability of the iron surface, while the advantages of copper pipes as water pipes are still maintained.
In general, the principle of this method of causing losses to have a desired inductance / resistance ratio consists of using the water passing through the tubes 9a 9b to dissipate the required portion of energy: that is to say that the high frequency loss is caused by the soft iron coating, but the heat generated by this loss is quickly and efficiently dissipated because it is carried to the water through the copper tubes. It is possible to bring the loss to the anode circuit to one third of the total flow by means of this method, and therefore to have a very wide frequency band characteristic.
The advantages of the method described will appear immediately ** if one compares it with the usual method known to obtain a desired relatively low inductance-resistance ratio, in particular the method consisting in putting in circuit (loading back) a suitable component of the resistance of charge. If the load was' ,. As is the usual case with a grid circuit, and this known method was employed, then, since a full grid excitation requires only a relatively small amount of power, a non-inductive load would have to be produced around the gate circuit to take the additional load necessary to "reject" the required losses and resistance to the anode circuit.
For frequencies of the order of
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completely undesirable and, in fact, the leakage capacity of such a load circuit would be such as to prejudice the tuning of the gate circuit at the very high frequencies in question.
Although, in the application more particularly described and .represented of the invention, use is made of triodes, said invention is not limited to the use of valves of this type, and one can for example advantageously use grid-screen lamps. Very little change would be required to adapt the arrangement shown in the drawings for the use of screened valves, and if such valves were used, the main modification would consist in the provision of means to "block" "screen grids directly to earth or to ground, that is to say to connect them to earth or to ground through direct current blocking capacitors.
Even if grid-screen valves are used for power amplification purposes, it is likely that 8X compensating capacitors would still be needed or at least very useful.
CLAIMS.
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1 - An apparatus with thermionic valves adapted to operate at very short wavelengths and comprising at least one very high frequency stage which includes valves connected symmetrically mounted under screens or metal covers which are an integral part of the capacitors of anodic tuning of said valves.
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