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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Montage destiné à l'amplification et/ou la transformation de fréquence d'oscillations électriques.
Dans les montages destinés à l'amplification et/ou la transformation de fréquence d'oscillations électriques il est usuel d'utiliser des tubes à grille-écran afin d'éviter des phénomènes de réaction. Dans ces montages les grilles- écran ont habituellement un potentiel positif assez élevé et les anodes ont le plus souvent un potentiel beaucoup supérieur encore. Ce dernier fait est indésirable en soi, mais nécessaire eu égard aux phénomènes d'émission secondaire qui se manifestent ordinairement dans les tubes de ce genre comportant plus d'une électrode positive.
Dans les montages connus les tensions amplifiées se
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prennent sur l'anode et parce que cette dernière reçoit un potentiel positif élevé, il est nécessaire de prévoir un blocage galvanique, constitué souvent par un condensateur, entre elle et la grille de commande du tube suivant. Dans ce cas une résistance de fuite est nécessaire afin de pouvoir donner à cette grille la tension préliminaire voulue. Ce con- densateur de blocage et cette résistance de fuite impliquent @ des complications indésirables, parce qu'ils augmentent l'en- combrement et le coût du dispositif et en outre ils peuvent facilement donner lieu à des charges fâcheuses de la grille.
La présente invention a pour but d'éviter l'utili- sation de potentiels positifs élevés (différents) et en ou- tre le susdit blocage, de sorte que les amplificateurs de- viennent plus simples, plus petits, moins pesants et moins coûteux, le risque de déformations étant réduit en même temps.
Conformément à l'invention on atteint le but envi- sagé en faisant agir les oscillations, qu'on désire amplifier et/ou transformer en fréquence, sur une charge d'espace pro- duite à l'intérieur du tube (des tubes) de manière à com- mander cette charge, qui induit à son tour une charge variant en conséquence dans l'électrode sur laquelle on désire recueil- lir les oscillations amplifiées. Conformément à l'invention cela peut s'effectuer, par exemple, en donnant dans un montage comportant un ou plusieurs tubes à grille-écran une tension préliminaire négative à l'électrode ou aux électrodes de plaque de ce ou ces tubes.
Le fonctionnement de l'amplificateur faisant l'objet de l'invention est le suivant :
Les électrons attirés par le champ de la grille- écran positive traversent la grille de commande et en grande partie aussi la grille-écran. Entre cette dernière et la
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plaque légèrement négative ils sont retardés, ils rebroussent chemin et produisent une charge d'espace entre ces deux électrodes.
Cette charge d'espace varie avec le potentiel alternatif imprimé à la grille de commande et par suite.elle induit dans la plaque une charge variant en conséquence, qui produit dans le circuit de plaque un courant alternatif de même fréquence.
Quand on intercale de la manière usuelle dans le circuit de plaque un circuit oscillant accordé sur cette fréquence ou une autre impédance élevée, il se produit des variations de tension considérables entre la plaque et la cathode.
Evidemment cet effet sera d'autant plus fort que la fréquence des oscillations à amplifier est plus élevée, du moins entre des limites déterminées, car au-dessus de cette limite le temps de circulation des électrons devient important. En réduisant la distance entre la grille-écran et la plaque on peut déplacer cette limite vers le haut.
D'autre part, cependant, on obtient une charge d'espace plus forte et, partant, une amplification supérieure, lorsqu'on augmente la distance entre les électrodes précitées.
Dans ce cas il faut donc faire un compromis pour les fréquences très élevées. Sur une gamme de longueurs d'onde de 15 à 50 m on a constaté que l'amplification optimum est obtenue avec une distance d'environ 10 mm. entre la grille-écran et la plaque, l'impédance du circuit de sortie variant entre 15000 et 125000 #.
On comprendra que la susdite électrode qu'on appellera tout simplement "plaque" ci-après, n'a point besoin d'être une électrode "pleine", car par suite de son potentiel con-
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tinuellement négatif elle ne recueille pas d'électrons. Aussi., elle ne remplit pas du tout la fonction d'"anode", parce que la totalité des électrons atteint la grille-écran. En conséquence, on peut la disposer sur la paroi extérieure du tube.
Cela s'applique aussi aux électrons secondaires émis par la grille-écran, qui reviennent à cette dernière, et également aux électrons primaires traversant plus d'une fois, et alternativement dans des sens différents, les mailles de la grille-écran. Ces électrons produiront aussi une charge d'espace entre la grille-écran et la grille de commande, et du fait que cette charge est également commandée par les oscillations à amplifier, elle induira dans la grille de commande des charges variant en conséquence. Il se produit donc une réaction qui doit être considérée comme fâcheuse, en général.
Un moyen de réduire au minimum cette réaction indésirable consiste, par exemple, à donner à la grille de commande des dimensions minimum, ou bien à réduire la distance entre la grille-écran et la grille de commande de telle façon qu'il ne puisse se produire entre elles une charge d'espace considérable. On peut aussi munir la grille-écran d'une cloison empêchant les électrons de traverser plusieurs fois la grille-écran, ce qui est particulièrement fâcheux.
Vis-à-vis des'amplificateurs à haute fréquence connus comportant des tubes à grilles-écran on obtient les avantages suivants; 1. chaque tube ne comporte qu'une seule électrode à potentiel positif, de sorte que l'émission secon- daire n'a pas d'influence; 2. dans des conditions analogues ce potentiel positif peut être sensiblement inférieur à celui nécessaire pour le montage usuel. Une valeur appropriée de la
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tension de la grille-écran est d'environ 100 volts.
3. on peut donner à la plaque la même tension prélimi- naire négative que celle imprimée à la grille de commande et pour le montage en çascade on peut donc utiliser des connexions galvaniques directes entre les étages. Par conséquent, toutes les objections techniques et commerciales inhérentes à l'emploi de condensateurs de blocage et de résistances de fuite ou de bobines de couplage sont évitées.
Vis-à-vis de ces avantages le montage présente seulement l'inconvénient que l'amplification réalisable par étage est un peu moindre. Toutefois, pour une longueur d'onde de
50 m la différence ne dépasse pas 40% et pour des ondes plus courtes elle est encore moindre.
On comprendra mieux l'invention en se référant au dessin annexé qui en représente schématiquement, à titre d'exemple, deux modes d'exécution.
La Fig. 1 montre un amplificateur haute fréquence à trois tubes conforme à l'invention.
La Fig. 2 représente un mode de réalisation, dans lequel les tubes ont une cathode commune et sont logés dans une enveloppe commune en verre.
Sur la Fig. 1 les oscillations à amplifier atteignant # sont imprimées, à travers le transformateur à haute fréquence, au circuit I qui est accordé sur elles et intercalé entre la grille de commande CG et la cathode K du tube V.
De plus, ce tube comporte la grille-écran S G, qui est reliée à la borne positive de la batterie B, et la plaque qui est mise à la terre à travers le circuit de blocage II.
La grille de commande C G est également reliée à la terre, (à travers le circuit I) et entre la cathode K et la
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terre est intercalée la résistance de tension préliminaire R qui est shuntée par le condensateur de désaccouplement C. Du fait que le courant de la grille-écran traverse la résistance R, la grille de commande C G ainsi que la plaque P reçoivent une tension préliminaire négative déterminée, par exemple de quelques volts, par rapport à la cathode.
La distance entre S G et P doit être telle qu'il puisse se produire une charge d'espace appréciable entre ces électrodes. Toutefois, cette distance ne doit pas avoir une valeur telle que le temps de circulation des électrons dans cet espace joue un rôle important. Une distance d'environ 10 mm convient si l'on désire amplifier des ondes de 15 à 50 m et l'impédance du circuit de sortie a une valeur de 15000 à 125000 #.
La plaque P du tube V1 est directement reliée galvaniquement à la grille de commande du tube V2 et la plaque de ce dernier tube est reliée de la même manière à la grille de commande V3, ce qui peut s'effectuer sans intervention d'autres moyens, parce que toutes ces électrodes ont le même potentiel à courant continu.
Cela permet d'obtenir en outre le mode de réalisation représenté sur la Fig. 2, dans lequel les trois systèmes à décharges sont réunis dans une seule enveloppe à vide E. Dans ce cas la cathode équipotentielle allongée K sert de cathode commune. Les plaques du premier ou second système sont directement reliées électriquement, à l'intérieur du tube, aux grilles de commande du second ou troisime système.
Les trois grilles-écran sont reliées entre elles à l'intérieur du tube et munies d'un fil commun passant vers l'extérieur. En total, on n'a donc que six fils passant vers l'extérieur pour les électrodes du système triple complet, en plus
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des fils d'alimentation pour le courant de chauffage.
Le principe exposé est également susceptible de recevoir beaucoup d'autres formes d'exécution sans sortir du cadre 'de l'invention, à condition qu'on prenne soin seulement qu'à l'intérieur du tube une charge d'espace dont la valeur est variée par les oscillations à amplifier exerce un effet inducteur sur 1'électrode'sur laquelle on désire prendre les oscillations amplifiées. Les oscillations à amplifier peuvent, par exemple, être débitées à une grille placée entre la grille-écran et la plaque, tandis que les oscillations amplifiées sont recueillies sur une impédance située entre la grille de commande et la cathode.
Ce que l'on a exposé pour les montages destinés à l'amplification s'applique aussi à ceux destinés à la transformation de fréquence d'oscillations électriques, de sorte qu'il est inutile d'exposer en détail ces derniers.