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TRANSFORMATEUR DE COUPLAGE
La présente invention du Dr. Kurt Schlesinger a pour objet un transformateur de couplage pour dispotifs d'amplifica- teurs en vue de la transmission de bandes de fréquence très larges, par exemple pour amplificateurs de fréquences moyennes destinés aux postes récepteurs ou émetteurs de télévision. Le transformateur, suivant l'invention, répond aux conditions exi- gées par les dispositifs de ce genre, c'est-à-dire de fournir un( bonne amplification sur une très grande largeur de bande. Il ne s'agit pas, dans ce cas, d'un transformateur de couplage puremen inductif, mais d'un dispositif de couplage inductif-capacitif mixte pouvant être réglé suivant l'invention à l'aide de bobina- ge et de montage spéciaux.
En outre, le transformateur de cou- plage suivant l'invention utilise le phénomène connu de la forma'' tion d'ondes partielles qui se présente lors de couplages très serrés si le couplage employé est assez fort pour que la distan- ce des deux ondes partielles corresponde à la largeur de la ban- de à transmettre. Une autre caractéristique de l'invention ré- side dans un désaccordage de la bobine secondaire vers les on- des courfes, ce qui permet d'attribuer aux deux crêtes de la courbe des fréquences, une hauteur égale dans l'étendue des ondes longues et des ondes courtes.
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Les extrémités des enroulements du tranformateur de couplage, suivant l'invention, sont montées d'une façon spéciale Les enroulements - disposés coaxialement sur un même noyau de bobinage - se composent de bobines à une saule couche simple.
L'enroulement primaire est divisé en deux parties égales et disposé des deux côtés de l'enroulement secondaire.
Le transformateur de couplage, d'après l'invention, est représenté et expliqué d'une façon plus détaillée dans les figures ci-jointes.
La figure 1 représente le transformateur de couplage 1 en combinaison avec deux tubes 2 et 3. Le transformateur consiste en un enroulement primaire divisé en deux moitiés, 4 et 5 et en un enroulement secondaire 6. Les trois enroulements sont bobinés dans un même sens. Le courant primaire entre, suivant l'invention, à celle des extrémités du demi-enroulement primaire 5 qui est directement voisine de l'enroulement secon. daire 6. Le courant secondaire quitte la bobine secondaire 6 au point opposé 8 et passe de là directement à la grille du tube amplificateur 3 lui succédant. Les extrémités des bobines secondaires et primaires sont mises à la terre dynamiquement aux points 9 respectivement 10. En outre, chacune des bobines secondaires et primaires est amortie à l'aide d'une résistance 11 et 12.
Ce montage de l'enroulement du transformateur, sui- vant l'invention, ensemble avec la disposition simultanée des sections de la bobine primaire aux deux côtés de la bobine se- condaire produit un élargissement très sensible de la bande des fréquences comme il est nécessaire afin d'obtenir de grandes largeurs de bandes. Il réalise en outre un rehaussement de la courbe de transmission dans l'étendue des ondes courtes.
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La figure 2 explique le rehaussement de la courbe de transmission dans l'étendue des hautes fréquences de la bande de transmission. On y retrouve le point 7 de l'entrée du cou- rant primaire, les sections 4 et 5 de la bobine primaire et le point 10 de la sortie du courant primaire. Le courant primaire en venant de 1! anode du tube 2, entre, lors de hautes fréquen- ces, non seulement dans la section 5 de l'enroulement primaire, mais il est transmis en même temps, dans une large proportion également à la bobine secondaire 6 par l'intermédiaire de la ca-' pacité de dispersion 13. Le courant de ligne est indiqué dans la figure 2 par le chiffre 14 et le courant engendré par la capa. cité de dispersion par le chiffre 15.
Cette dernière fraction de dispersion 15 du courant provoque, dans l'enroulement secon- daire mis à la terre à 9, une chute de tension additionneelle qui s'ajoute, lors d'un établissement des polarités comm in- diqué, à la tension induite. Les signes de polarité des deux tensions sont égaux l'un à l'autre et opposés au signe de la polarité de la tension à la borne primaire 7.
Les courbes a et b de la figure 3 démontrent 1,'effet de ce couplage additionnel capacitif. La figure indique le cours des fréquences de la transmission, une première fois tel qu'il se présente lors du montage suivant l'invention et comme il a été représenté dans la figure 2, une deuxième fois lors d'une commutation des polarités de la bobine secondaire.
Le couplage inductif est déterminé de la façon connue en fonction de la largeur de bande par suite du phéno- mène des ondes partielles. Le coefficient de couplage néces- saire peut être obtenu pour un transformateur suivant l'inven-
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tion à trois bobines disposées coaxialement - à l'aide d'un réglage de la hauteur du bobinage, c'est-à-dire par un choix approprié des épaisseurs de fils. Le couplage capacitif est déterminé principalement par la distance a. Il est possible de régler celle-ci, le cas échéant, au moyen d'un anneau 16 iso- lé et fendu dans un endroit et glissé sur les enroulements.
L'accordage des deux enroulements se fait à l'aide des capacités du montage constructif des tubes en attribuant des dimensions justes à la sef-induction des bobines et en évi- tant toutes capacités parallèles superflues. Plus celles-ci sont petites, plus la self-induction peut être grande en augmen- tant en rapport le nombre de tours, et plus l'amplification ob- tenue sera forte. Les bobines sont d'abord syntonisées chacune sur une même onde, la bobine primaire et la bobine secondaire séparément. Puis la séparation en ondes partielles se produit alors à la suite du couplage serré.
L'amplification obtenue par la disposition représentée dans la figure 1 dépend de la pente S des tubes, de la grandeur de la capacité anodique nuisible des tubes employés, du choix de la fréquence porteuse f et de la largeur de bande b à transmettre, celle-ci se présen- tant, lors du procédé de la fréquence porteuse, sous forme d'une largeur de bande double à la distance des fréquences latérales.
En marchant à la tension primaire constante, les hau- teurs des deux crêtes des courbes des fréquences deviennent éga- les comme représenté dans la figure 3, c'est-à-dire celles de la courbe a lors d'une disposition juste des connexions et celles de la courbe b lors d'une commutation des polarités de la bobi- ne secondaire. Cependant, lors de l'emploi de tubes à grille- écran qui, seuls peuvent être appliqués, le transformateur est excité non pas à la tension constante (cas de la marche à vide) mais au courant constant (cas du
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court-circuit). Dans ce dernier cas, la tension primaire n'est pas constante, mais correspond à la marche à vide de la résis- tance apparente entre les bornes primaires du transformateur.
Cette résistance apparente implique de nouveau un phénomène de résonance lors d'une fréquence déterminée. La tension secondai- resubit, de ce fait, une accentuation dans le voisinage de la résonance de la bobine primaire et un affaiblissement en dehors de cette région. Il en ressort que la courbe résultante présente deux crêtes de résonance d'une h:.uteur inégale. Ce phénomène devient très gênant dès que plusieurs unités de ce genre sont montées en ..cascade, étant donné que les défauts des courbes in- dividuelles se multiplient. Or, toute méthode réalisant la.,pro- duction d'une courbe de fréquence idéale du transformateur indi- viduel est d'une extrême importance pour la pratique.
Il est, à cet effet, particulièrement utile de prendre les mesures suivan- tes lors du montage, suivant l'invention, du transformateur de couplage.
1) Réglage de la résistance d'amortissement 11 paraliè le: à, t'enroulement primaire sur une valeur inférieure à la résis- tance primaire apparente du transformateur dans la bande de fré- quence en jeu. L'amplification, il est vrai, s'en trouve réduite mais, par contre, on se rapproche du cas de la marche à vide et le transformateur s'excite également lors de périodes à la tension primaire restant constante.
2) Transposition de l'onde propre de l'enroulement secondaire dans la région des ondes courtes afin d'y produire un réhaussement de la courbe de fréquence résultante. L'appli- cation de ce procédé n'est nécessaire que dans une faible éten- due, parce que un petit déplacement de la résonance de la bobine
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secondaire dans le. région de la bande latérale des fréquences supérieures produit déjà. l'effet double d'une amélioration dans cette région et d'une réduction dans la région de le bande laté- rale des fréquences basses.
La bobine secondaire est amortie par une résistrnce 12 dans la proportion seulement ..où elle ne présente plus de propriétés oscillatoires, (amortissement apé- riodique ; WL#R.) L'amortissement 11 peut-être beaucoup plus faible que l'amortissement 12.
Une courbe de fréquence c, suivant la figure 3 se réalise dans la pratique pour un trans- formateur de couplage suivant la figure 1 en adoptent les don- nées suivantes: Nombre de lignes 400; largeur de bande des fré- quences 2,25.106 périodes par seconde; fréquence porteuse 7,5 .106 périodes par seconde; résistc.nce d'amortissement
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11 =2.000 011.416; capacité du montre priw.ire 15 ern, environ ré- sistcnce d'amortissement 12 = 5000 olius. Ondes propres: prirnc.i- res 7t5.10 p::riodes prr seconde: secondaires 8 lOb, . des par seconder longueur de l'enroulement pour toutes les trois bobines 2-3 mu. environ, distance a = b = 1 mm.
Les courbes a et b sont dressées sans amortissement
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et indiquent cUstinctement que le Iil::lil.lu::1 d:= ni la.. région de la brnde l2trrle des fréquences supérieures est plus bs que le maJ:1;;:ut.: drns le région cie 1.'' 'o::n(1e 1:téra,le des fréquences bas- ses. Le courbe c de la figure 3 montre le résultat des correc- tiens précitées suivent l'invention. On peut influencer le
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