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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de BREVET d'INVENTIONS SYSTEME AMPLIFICATEUR.
Cette invention a trait aux systèmes amplificateurs à lampes thermioniques qui peuvent servir à l'amplification en basse ou haute fréquence.
Dans les systèmes amplificateurs à haute fidélité, il est néces- saire que la forme de l'onde soit la même à la sortie qu'à l'entrée du système pour qu'il n'y ait pas de distorsion,
Afin d'éviter la distorsion dans les systèmes amplificateurs, il est nécessaire que l'amplification soit parfaitement linéaire; jusqu'à présent, pour atteindre ce but, la pratique a consisté à éliminer, autant que possible, tout courant de grille dans les lampes du système amplificateur. La distorsion apparaît généralement lorsque la grille devient légèrement positive parce qu'un
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faible courant de grille circule à ce moment et réduit le courant de plaque à la sortie de la lampe.
Cette réduction indésirable du courant de plaque produit une distorsion de la forme de l'onde, ce qui fait qu'un dispositif translateur connecté à la sortie du système amplificateur ne donne pas une réponse correspondant aux variations de fréquence appliquées au système.
Pour éviter la production d'un courant de grille, la pratique consistait habituellement à limiter la tension maximum appliquée aux grilles de commande de ces lampes amplificatrices à une valeur telle que les grilles ne soient jamais portées à une tension suffisante pour qu'un courant circule dans leurs circuits. Cette restriction découle de la mauvaise régulation inhérente aux lampes thermioniques lorsqu'elles servent à amplifier des tensions.
La présente invention ne limite pas la tension appliquée à la grille de commande d'une lampe, comme c'est le cas pour la méthode susdite, mais permet de la rendre positive; en même temps; la lampe amplificatrice précédente du système est commandée de façon à compenser les distorsions qui apparaîtraient en l'absence de moyens de compensation.
L'objet de la présente invention est par conséquent de fournir un système amplificateur fonctionnant sans distorsion.
Un autre objet de l'invention est de fournir un système amplificateur dont la fidélité n'est pas affectée et dont l'amplification reste par conséquent linéaire lorsqu'il y a un courant de grille dans une ou plusieurs lampes du système amplificateur,
Un autre objet de la présente invention est de fournir un sysstème amplificateur présentant un couplage en retour lorsqu'un courant circule dans le circuit de grille, afin de compenser la distorsion ou la non-linéaifrité du fonctionnement qui existerait en l'absence de ce couplage en retour.
On comprendra mieux les avantages et les caractéristiques nouvelles de l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent, donnés simplement à titre d'exemple et dans lesquels :
La Fig.l représente un système amplificateur permettant d'effectuer une amplification linéaire et
La Fig.2 représente une variante du système de la Fig.1.:
La Fig.1 représente une réalisation du système amplificateur perfectionné dans lequel les signaux provenant d'une source quelconque et devant être amplifiés sont appliqués aux bornes d'entrée 1 et 2. Ces signaux d'entrée
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sont appliqués à la grille de oommande 5 de la lampe 4 par l'intermédiaire du transformateur 3. Dans le circuit de grille de la lampe 4 se trouve une source de tension de polarisation convenable 8.
L'anode de cette lampe amplificatrice est reliée à une extrémité du primaire du transformateur 6 dont l'autre extrémité est connectée à une source de tension anodique appropriée 7. Un secondaire est couplé électromagnétiquement au primaire du transformateur 6 et sert à appliquer à la grille la de la lampe 9 les impulsions ou fréquences amplifiées par la lampe 4. La sortie de la lampe 10 est connectée au primaire dtun transformateur 11 et à une source de tension anodique 12.
Dans le circuit de grille de la lampe 9 se trouve un transformateur 15 qui couple électromagnétiquement ce circuit de grille à celui de la lampe 4. Pour la clarté, on n'a représenté aucune source de polarisation pour la lampe 9, bien qu'en pratique on puisse en prévoir une.
En fonctionnement, supposons que la première lampe est polarisée convenablement pour une amplification linéaire et que l'entrée n'est pas suffisante pour surcharger la lampe; il en résulte donc que le signal amplifié apparaissant aux bornes du primaire du transformateur 6 n'est pas déformé. Ce signal est alors appliqué à la grille 10 de la lampe 9 et durant la moitié négative d'une période, aucun courant ne circule dans le circuit de la grille 10; le transfo? mateur 11 fournit par conséquent une tension de sortie non déformée tant que la grille reçoit une tension négative insuffisante pour dépasser le point d'annulation du courant anodique de la lampe.
Au commencement de la demi-période suivante, lorsque la grille 10 devient positive, un certain courant de grille circule dans le primaire du transformateur 15 par suite de l'absence de tension de polarisation. La présence de ce courant, qui a pour résultat une perte de courant anodique dans la lampe 9, a en même temps pour effet d'appliquer, à la grille de-la lampe 4, une tension proportionnelle à ce courant. Cette tension supplémentaire augmente le courant de sortie de la lampe 4 d'une valeur qui compense la diminution du courant anodique de la lampe 10.
Par conséquent, en choisissant convenablement le transformateur 15, on peut régler l'action du courant de la grille 10 sur la grille 5, et l'action de la lampe 4 sur la grille 10, de façon à assurer à l'ensemble du système un fonctionnement linéaire.
Avec un tel système, il est par conséquent possible de laisser circuler un courant de grille dans un circuit amplificateur à lampe à vide tout
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en conservant un fonctionnement linéaire, ce qui évite de devoir maintenir les%ensions de grilles entre certaines limites prédéterminées,
Le système de la fig.2 fonctionne d'une manière semblable, sauf que le transformateur 15 de la fig.l est remplacé par un dispositif correcteur 17.
Afin qu'aucune distorsion ne puisse résulter du couplage en retour entre la grille de la lampe 9 et la lampe 4, la tension reportée doit être en relation exacte de phase avec la tension d'entrée de la lampe 4. Par suite de la réactance du circuit de rétro-couplage et des réactances réparties, il peut se produire dans le circuit de rétro-couplage un léger déphasage. Celui-ci, s'il n'était corrigé, diminuerait la fidélité du système amplificateur et en altérerait la linéarité. Dans le cas où il existe un tel déphasage, on peut le compenser en utilisant le dispositif correcteur 17 qui permet d'assurer la relation de phase convenable entre la tension reportée et la tension d'entrée.
Bien entendu, le dispositif correcteur peut avoir n'impprte quelle caractéristique convenable de manière à modifier la sortie de la lampe 4 et la faire passer de sa valeur normale à une valeur prédéterminée afin que le fonction- nement de l'ensemble du système reste linéaire.
Il est évident que l'invention est applicable non seulement aux amplificateurs comprenant des lampes couplées par transformateurs mais également aux amplificateurs à couplage par résistance ou par impédance.
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DESCRIPTIVE MEMORY filed in support of an AMPLIFIER SYSTEM PATENT application.
This invention relates to thermionic tube amplifier systems which can be used for low or high frequency amplification.
In high fidelity amplifier systems, it is necessary that the waveform be the same at the output as at the input of the system so that there is no distortion,
In order to avoid distortion in amplifier systems, it is necessary that the amplification be perfectly linear; Heretofore, to achieve this goal, the practice has been to eliminate, as much as possible, any gate current in the lamps of the amplifier system. Distortion usually appears when the grid becomes slightly positive because a
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low gate current flows at this time and reduces the plate current at the lamp output.
This unwanted reduction in plate current produces a distortion of the waveform so that a translator device connected to the output of the amplifier system does not give a response corresponding to the frequency variations applied to the system.
To avoid the production of a gate current, the practice was usually to limit the maximum voltage applied to the control gates of these amplifier lamps to a value such that the gates were never brought to a sufficient voltage for a current to flow. in their circuits. This restriction arises from the poor regulation inherent in thermionic lamps when used to boost voltages.
The present invention does not limit the voltage applied to the control gate of a lamp, as is the case for the aforementioned method, but makes it possible to make it positive; at the same time; the previous amplifier lamp of the system is controlled so as to compensate for the distortions which would appear in the absence of compensation means.
The object of the present invention is therefore to provide an amplifier system which operates without distortion.
Another object of the invention is to provide an amplifier system whose fidelity is not affected and whose amplification therefore remains linear when there is a gate current in one or more lamps of the amplifier system,
Another object of the present invention is to provide an amplifier system having a feedback coupling when a current flows in the gate circuit, in order to compensate for the distortion or non-linearity of the operation which would exist in the absence of this coupling. in return.
The advantages and new features of the invention will be better understood by referring to the following description and to the accompanying drawings, given simply by way of example and in which:
Fig.l shows an amplifier system for performing linear amplification and
Fig. 2 shows a variant of the system of Fig. 1.:
Fig. 1 shows an embodiment of the improved amplifier system in which signals from any source to be amplified are applied to input terminals 1 and 2. These input signals
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are applied to the control grid 5 of the lamp 4 through the transformer 3. In the grid circuit of the lamp 4 is a suitable bias voltage source 8.
The anode of this amplifying lamp is connected to one end of the primary of transformer 6, the other end of which is connected to an appropriate anode voltage source 7. A secondary is electromagnetically coupled to the primary of transformer 6 and is used to apply to the grid. the of the lamp 9 the pulses or frequencies amplified by the lamp 4. The output of the lamp 10 is connected to the primary of a transformer 11 and to an anode voltage source 12.
In the gate circuit of the lamp 9 is a transformer 15 which electromagnetically couples this gate circuit to that of the lamp 4. For clarity, no bias source has been shown for the lamp 9, although practice we can provide one.
In operation, assume that the first lamp is properly biased for linear amplification and the input is not sufficient to overload the lamp; it therefore follows that the amplified signal appearing at the terminals of the primary of transformer 6 is not distorted. This signal is then applied to the gate 10 of the lamp 9 and during the negative half of a period, no current flows in the circuit of the gate 10; the transformer? The matrix 11 therefore provides an undeformed output voltage as long as the gate receives insufficient negative voltage to exceed the point of cancellation of the anode current of the lamp.
At the start of the next half-period, when gate 10 becomes positive, a certain gate current flows through the primary of transformer 15 due to the absence of bias voltage. The presence of this current, which results in a loss of anode current in the lamp 9, at the same time has the effect of applying, to the gate of the lamp 4, a voltage proportional to this current. This additional voltage increases the output current of the lamp 4 by an amount which compensates for the decrease in the anode current of the lamp 10.
Consequently, by suitably choosing the transformer 15, it is possible to adjust the action of the current of the grid 10 on the grid 5, and the action of the lamp 4 on the grid 10, so as to ensure the whole system linear operation.
With such a system, it is therefore possible to allow a gate current to flow in a vacuum tube amplifier circuit while
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by maintaining linear operation, which avoids having to maintain the% s of grids between certain predetermined limits,
The system of fig. 2 works in a similar way, except that the transformer 15 of fig. 1 is replaced by a correcting device 17.
In order that no distortion can result from the feedback coupling between the gate of the lamp 9 and the lamp 4, the reported voltage must be in exact phase relation with the input voltage of the lamp 4. As a result of the reactance of the feedback circuit and the distributed reactors, there may be a slight phase shift in the feedback circuit. This, if not corrected, would decrease the fidelity of the amplifier system and alter its linearity. In the case where there is such a phase shift, it can be compensated by using the correcting device 17 which makes it possible to ensure the suitable phase relationship between the reported voltage and the input voltage.
Of course, the correcting device can have any suitable characteristic so as to modify the output of the lamp 4 and make it pass from its normal value to a predetermined value so that the operation of the whole system remains linear. .
It is obvious that the invention is applicable not only to amplifiers comprising lamps coupled by transformers but also to amplifiers coupled by resistance or by impedance.