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Montage d'amplification à haute fréquence pour très large bande de fréquences.
La présente invention est relative aux montages d'amplification à haute fréquence qui donnent passage à une bande de fréquences très large, par exeraple, de 4. 000.000 périodes par seconde et qu'on utilise, entre autres, dans la télévision.
Lorsqu'on applique une tension alternative entre la grille de commande et la cathode d'un tube amplificateur, dont le circuit anodique comporte un circuit oscillant accordé, les tensions produites à travers ce circuit oscillant étant amenées à un tube amplificateur suivant, l'amplification d'un tel mon-
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tage dépend grandement de la fréquence. Une bande de fréquences relativement étroite passe avec une forte amplification, tandis que l'amplification est faible pour toutes les autres fréquences.
Comme on le sait on peut assurer une allure horizontale à la courbe caractéristique de la fréquence d'un amplificateur de ce genre, en montant une résistance d'amortissement en parallèle avec le circuit oscillant. Plus l'atténua- :;ion du circuit est forte, plus la bande de fréquences à laquelle il donne passage est large, mais plus l'amplification décroit en même temps.
Conformément à l'invention on obtient une allure horizontale de cette courbe dans un montage d'amplification à haute fréquence, dont le circuit anodique d'un ou de plusieurs tubes amplificateurs comprend un circuit oscillant accordé (circuit primaire) accouplé à un second circuit oscillant accordé (circuit secondaire), en recueillant les oscillations amplifiées sur le circuit primaire, le circuit primaire étant atténué dans une faible mesure, tandis que le circuit secondaire est amorti fortement.
On comprendra mieux l'invention en se référant au dessin annexé qui en représente, à-titre d'exemple, plusieurs modes de réalisation.
La Fig. 1 représente un montage dans lequel une self L2, une capacité C2 et une résistance d'amortissement R2 en série sont montées en parallèle avec le circuit primaire L1 C1, le couplage des deux circuits Ll, C1 et L2' C2' R2' C1 étant très serré.
On peut expliquer comme suit le fonctionnement de ce montage:
Lorsque la réaction de l'anode du tube amplificateur
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est négligeable, l'amplification d'un tel montage est de SZa' où S est la pente du tube amplificateur et Za l'impédance du circuit anodique. L'admittance Ya du circuit anodique dans le montage illustré sur la Fig. 1 équivaut:
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Va- w l y1, +' 3 cJ ci + R + u7 L Ya - J '" 'Ll/ J w C2 si l'on néglige l'atténuation du circuit primaire.
Cette expression peut s'écrire:
EMI3.2
=JC-,. 1 2 L1c 1 1 -1 % + ito L2 1 1 1 - 2 1 L [1 - :2 Ll 1 CI ] + + jw L2 1 [1- 2 l J L2C2 Supposant L1Cl= Lpc2 = Co 12 etw = W o + p 0 on a 1 1 ( W - 9, 1 - zip W 2 L 1 C c,J L C. ( 0 c<3.
En complétant on trouve
EMI3.3
Ya = 2jp1 + 1 1 - 4.p2L.2Cl + 2jpCIR2 R2 + 2jpL2 R + 2jpL2 Pour l'amplification à la fréquence # nous aurons donc:
EMI3.4
VCD . =-- s R22 p2 L22 Rg +4pLg¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ (1 - 4pLC1) + p2c 12R22 et pour la fréquence de résonance l'amplification est de V0 = SR2
Il en résulte donc :
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1 + 4 p L2 2 #########;############################### - 1 + 4 p (1R ¯ C) + '16 p CZ -1 + aJP2 1 + p + bp4
On obtient l'allure la plus plate de la courbe caractéristique de .la fréquence si l'on choisit al = a2 et si . l'on rend b2 aussi faible que possible. Lorsqu'on remplit au moins approximativement ces conditions on obtient une courbe très plate.
Si l'on s'écarte de ces conditions cette courbe présente dea minima et maxima qu'on peut utiliser souvent pour obtenir une plus grande largeur de la bande de fréquen- ces transmise ou pour obtenir une amplification plus forte.
Dans le montage montré sur la Fig. 2 les deux circuits oscillants sont accouplés par un couplage capacitif, l'atténuation du circuit secondaire étant réalisée en montant une résistance R2 en série avec la self de ce circuit.
La Fig. 3 représente un montage dans lequel les deux circuits oscillants sont accouplés inductivement, l'at- ténuation du circuit secondaire, de même que dans les montages précités, étant réalisée à l'aide de la résistance en série R2.
Dans le montage montré sur la Fig. 4 on obtient l'atténuation du circuit secondaire au moyen de la résistance
R2 montée en parallèle avec ce circuit. Lorsque pour une telle résistance d'amortissement parallèle le couplage ent.e les
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deux circuits oscillants est purement capacitif ou purement inductif on obtient une courbe caractéristique dissymétrique de la fréquence. On obtient une courbe de fréquence symétrique en couplant les deux circuits oscillants tant capacitivement qu'inductivement, le couplage capacitif correspondant au couplage inductif.
Pour les montages représentés sur les Figs. 2, 3 et 4 on peut écrire des expressions analogues à celles données pour'le montage représenté sur la Fig. 1.
Quand on utilise pour la télévision un montage amplificateur conforme à l'invention il importe non seulement que la courbe de fréquence soit horizontale mais aussi que
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pour toutou ;!'r6quno(!j le d{plcO!l1t.:Jil!' du 1>hatlu 'f provoqua pur l'amplificateur soit proportionnel à la différence entre cette fréquence et la fréquence de l'onde porteuse, sinon l'image présente des déformations. Le montage d'amplifications doit donc remplir la condition que le rapport /p soit constant sur toute la gamme de fréquences.
Les montages conformes à l'invention permettent de répondre à cette condition sur une grande gamme de fréquences.
On peut encore améliorer l'allure de cette courbe en utilisant les montages illustrés sur les Figs. 5 et 6, où un troisième circuit oscillant accordé est monté en parallèle avec une partie du circuit secondaire. Sur la Fig. 5 ce troisième circuit L3C3 est monté en parallèle avec la ré-
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sixtunce d" a tténua:tion Rz, tandis que aur la Fig. 6 le troisiè- me circuit est monté en parallèle avec la série constituée par la self L2 et la capacité C2.
Pour les montages représentés sur les Figs. 5 et 6 le calcul de V# /V0 donne l'expression @
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v ci 1 + a,l p2 + bl p4 v ################## 0 1 + a2 p 2 + b2P 4 + c2 ps Dans ces montages on obtient une courbe de fréquence horizon- tale en rendant au moins approximativement a1 = a2 et b1 = b2' tandis que c2 doit être aussi réduit que possible.
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High frequency amplification assembly for very wide frequency band.
The present invention relates to high frequency amplification assemblies which give passage to a very wide frequency band, for example, 4,000,000 periods per second and which are used, among others, in television.
When an alternating voltage is applied between the control grid and the cathode of an amplifier tube, the anode circuit of which comprises a tuned oscillating circuit, the voltages produced through this oscillating circuit being fed to a following amplifier tube, the amplification of such a world
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tage greatly depends on the frequency. A relatively narrow frequency band passes with high amplification, while amplification is low for all other frequencies.
As is known, it is possible to ensure a horizontal shape to the characteristic curve of the frequency of an amplifier of this type, by mounting a damping resistor in parallel with the oscillating circuit. The stronger the attenuation of the circuit, the wider the frequency band to which it gives passage, but the more the amplification decreases at the same time.
In accordance with the invention, a horizontal shape of this curve is obtained in a high-frequency amplification assembly, the anode circuit of which of one or more amplifier tubes comprises a tuned oscillating circuit (primary circuit) coupled to a second oscillating circuit tuned (secondary circuit), by collecting amplified oscillations on the primary circuit, the primary circuit being attenuated to a small extent, while the secondary circuit is strongly damped.
The invention will be better understood by referring to the appended drawing which shows, by way of example, several embodiments thereof.
Fig. 1 shows an assembly in which an inductor L2, a capacitor C2 and a damping resistor R2 in series are connected in parallel with the primary circuit L1 C1, the coupling of the two circuits L1, C1 and L2 'C2' R2 'C1 being very tight.
The operation of this assembly can be explained as follows:
When the reaction of the anode of the amplifier tube
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is negligible, the amplification of such an assembly is SZa 'where S is the slope of the amplifier tube and Za the impedance of the anode circuit. The admittance Ya of the anode circuit in the assembly illustrated in FIG. 1 is equivalent to:
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Va- w l y1, + '3 cJ ci + R + u7 L Ya - J' "'Ll / J w C2 if we neglect the attenuation of the primary circuit.
This expression can be written:
EMI3.2
= JC- ,. 1 2 L1c 1 1 -1% + ito L2 1 1 1 - 2 1 L [1 -: 2 Ll 1 CI] + + jw L2 1 [1- 2 l J L2C2 Supposing L1Cl = Lpc2 = Co 12 etw = W o + p 0 we have 1 1 (W - 9, 1 - zip W 2 L 1 C c, JL C. (0 c <3.
By completing we find
EMI3.3
Ya = 2jp1 + 1 1 - 4.p2L.2Cl + 2jpCIR2 R2 + 2jpL2 R + 2jpL2 For the amplification at frequency # we will therefore have:
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VCD. = - s R22 p2 L22 Rg + 4pLg¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ (1 - 4pLC1) + p2c 12R22 and for the resonance frequency the amplification is V0 = SR2
This therefore results in:
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1 + 4 p L2 2 #########; ############################## - 1 + 4 p (1R ¯ C) + '16 p CZ -1 + aJP2 1 + p + bp4
We obtain the flattest shape of the characteristic curve of the frequency if we choose al = a2 and if. we make b2 as low as possible. When these conditions are fulfilled at least approximately, a very flat curve is obtained.
Deviating from these conditions this curve exhibits minima and maxima which can often be used to obtain a greater width of the transmitted frequency band or to obtain a stronger amplification.
In the assembly shown in FIG. 2 the two oscillating circuits are coupled by a capacitive coupling, the attenuation of the secondary circuit being achieved by mounting a resistor R2 in series with the choke of this circuit.
Fig. 3 shows an arrangement in which the two oscillating circuits are inductively coupled, the attenuation of the secondary circuit, as in the aforementioned arrangements, being carried out using the series resistor R2.
In the assembly shown in FIG. 4 we obtain the attenuation of the secondary circuit by means of the resistor
R2 mounted in parallel with this circuit. When for such a parallel damping resistor the coupling ent.e the
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two oscillating circuits is purely capacitive or purely inductive one obtains an asymmetrical characteristic curve of the frequency. A symmetrical frequency curve is obtained by coupling the two oscillating circuits both capacitively and inductively, the capacitive coupling corresponding to the inductive coupling.
For the assemblies shown in Figs. 2, 3 and 4 we can write expressions similar to those given for the assembly shown in FIG. 1.
When an amplifier assembly in accordance with the invention is used for television, it is important not only that the frequency curve is horizontal but also that
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pour toutou;! 'r6quno (! j the d {plcO! l1t.: Jil!' du 1> hatlu 'f caused the amplifier to be proportional to the difference between this frequency and the frequency of the carrier wave, otherwise the The image shows distortions, so the amplification assembly must fulfill the condition that the / p ratio is constant over the entire frequency range.
The assemblies in accordance with the invention make it possible to meet this condition over a large range of frequencies.
The appearance of this curve can be further improved by using the arrangements illustrated in FIGS. 5 and 6, where a third tuned oscillating circuit is connected in parallel with part of the secondary circuit. In Fig. 5 this third circuit L3C3 is connected in parallel with the re-
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sixtunce of attenuation Rz, while in Fig. 6 the third circuit is connected in parallel with the series constituted by the choke L2 and the capacitor C2.
For the assemblies shown in Figs. 5 and 6 the calculation of V # / V0 gives the expression @
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v ci 1 + a, l p2 + bl p4 v ################## 0 1 + a2 p 2 + b2P 4 + c2 ps In these assemblies we obtain a curve of horizontal frequency making at least approximately a1 = a2 and b1 = b2 'while c2 should be as small as possible.