<Desc/Clms Page number 1>
Disposition pour la transmission d'oscillations électriques
La présente invention concerne une disposition pour la transmission d'oscillations électriques comprenant un tube à vide et, plus particulièrement,, une telle dis- , position comprenant des éléments pour éviter des change- ments de la capacité d'entrée efficace de ce tube à vide résultant du réglage de la transconductance du tube par un potentiel de grille variable. Bien que l'invention soit d'application générale, elle est particulièrement
<Desc/Clms Page number 2>
utile pour application aux amplificateurs-sélecteurs haute fréquence, surtout à ceux ayant des circuits d' entrée résonnants dans lesquels l'ordre de grandeur de la capacité d'accord est comparable à celui de la capacité d'entrée du tube.
Dans un étage de transmission de signaux haute fréquence comprenant un amplificateur à tube à vide accouplant deux circuits accordés, il est usuel d'appliquer un potentiel variable à la grille de réglage, afin de régler le gain de l'étage. Lorsque l'étage est réglé de cette manière, il se produit un changement appréciable de la capacité d'entrée efficace du tube. Ce changement de la capacité d'entrée peut dépasser dans certains cas 1,5 micro-microfarad. Il cause un désaccord du circuit accordé associé, et la grandeur du désaccord dépend de la capacité d'accord du circuit accordé. Si l'on utilise donc un condensateur d'accord de 75 micro-microfarads, un changement de 1% de la fréquence de résonance du circuit d'entrée accordé peut se produire comme conséquence de la variation du potentiel de grille afin d'obtenir un fort effet de réglage du gain.
Si les circuits accordés d'entrée et de sortie sont des circuits très sélectifs, par exemple si Q est de l'ordre de 100 pour ces circuits, ce désaccord sera beaucoup plus grand et déplacera la courbe caractéristique fréquence-sensibilité du système amplificateur-sélecteur,
Un objet de la présente invention consiste, pour cette raison, à réaliser un étage de transmission de signaux avec tube à vide,dans lequel la capacité d'entrée du tube n'est pas affectée du tout par l'applica- tion d'un potentiel variable à une électrode du tube dans le but de régler sa transconductance.
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
Un objet supplémentaire de la présente invention consiste à réaliser un étage de transmission de signaux haute fréquence ayant un circuit d'entrée accordé, dont la fréquence de résonance n'est pas beaucoup altérée par l'application d'un potentiel de grille variable au circuit d'entrée d'un tube à vide inclus dans l'étage.
Conformément à la présente invention il est appliqué, dans un étage de transmission de signaux haute fréquence comprenant un tube à vide ayant un circuit d'entrée accordé, un potentiel de grille variable à une électrode de réglage du tube, afin de régler le gain de l'étage, tendant ainsi accessoirement a faire varier la capacité d'entrée efficace du tube. Afin de compenser cet effet, il est appliqué à une autre électrode du tube un potentiel exerçant sur la capacité d'entrée du tube un effet qui est l'inverse de celui du potentiel de la grille de réglage, Par proportionnement convenable de ces deux potentiels, la capacité d'entrée est maintenue essentiellement constante, tandis que la transconductance du tube et le gain de l'étage peuvent être changés dans de larges limites.
La description ci-après en relation avec le plan annexé permettra de mieux comprendre la présente invention.
Sur ce plan, la fig.l montre, partiellement en schéma, un mode de réalisation de la présente invention dans le canal moyenne fréquence d'un récepteur de signaux porteurs modulés du type superhétérodyne, et les figures 2, 3 et 4 montrent diverses caractéristiques de travail du système conforme à la fig.l.
La fig.l montre un récepteur de signaux porteurs modulés du type superhétérodyne incorporant la présente invention et dans lequel diverses parties sont représentées en schéma parce qu'elles ne font pas partie de la à
<Desc/Clms Page number 4>
présente invention. Ce récepteur comprend, en cascade, un circuit d'antenne 9, un sélecteur et amplificateur haute fréquence 10 à un ou plusieurs étages, un changeur de fréquence ou oscillateur-modulateur 11, un étage amplificateur moyenne fréquence 12, un amplificateur moyenne fréquence 13 à un ou plusieurs étages, un démodulateur et dispositif de réglage automatique du volume 14, un amplificateur basse fréquence 15 à un ou plusieurs étages et un haut-parleur 16.
Un potentiel de réglage automatique de l'amplification pris du dispositif 14 est appliqué, d'une manière usuelle, aux tubes d'un nombre désiré d'étages précédents du récepteur.
Laissant d'abord de côté la description du fonctionnement des parties du système incorporant la présente invention, on constate que le système décrit ci-dessus comprend les caractères distinctifs d'un récepteur superhétérodyne usuel. Le fonctionnement d'un tel récepteur étant bien connu en technique, une explication détaillée de celui-ci n'est pas nécessaire ici. Il convient néanmoins d'indiquer ce fonctionnement en résumé. Un signal porteur modulé désiré intercepté par l'antenne 9 est amplifié sélectivement dans l'amplificateur haute fréquence 10 et converti par le changeur de fréquence 11 en un signal porteur modulé moyenne fréquence.
Ce signal est amplifié sélectivement par le sélecteur et amplifi- cateur moyenne fréquence 12, l'amplificateur moyenne fréquence 13, et transmis de là au démodulateur et dispositif de réglage automatique du volume 14, où les basses fréquences de modulation et les potentiels de réglage automatique de l'amplification sont pris. Les basses fréquences de modulation sont amplifiées dans l'amplificateur basse fréquence 15 et reproduites par le haut-parleur 16 d'une manière usuelle.
L'entrée du démodulateur 14 est maintenue dans une gamme relati- vement étroite pour une large gamme d'intensités de signaux reçus, en appliquant d'une manière usuelle un @
<Desc/Clms Page number 5>
potentiel de réglage automatique de l'amplification à un ou plusieurs étages de l'amplificateur haute fréquence 10, à l'oscillateur-modulateur 11, au sélecteur-amplificateur moyenne fréquence 12 et à un ou plusieurs étages de l'amplificateur moyenne fréquence 13.
Considérant maintenant les parties du système incorporant la présente invention, on constate que l'amplificateur moyenne fréquence 12 comprend un circuit d'entrée accordé 20,21 accouplé à un circuit de sortie accordé 22,23 par un tube à vide à électrodes multiples 17. Le circuit de sortie 22,23 est accouplé au circuit d'entrée de l'amplificateur moyenne fréquence 13. Le dispositif de réglage automatique du volume 14 est pourvu d'un circuit de charge comprenant les résistances 27 et 27'. Le potentiel de grille développé dans la résistance 27' est appliqué à la grille de réglage intérieure 18 du tube 17 et le potentiel de grille total est appliqué à la grille de réglage extérieure 19 du tube 17.
Une résistance biaisant la cathode 25 et shuntée par un condensateur 26 est prévue pour le tube 17. Des potentiels de travail sont appliqués au tube d'une manière usuelle, à partir des bornes indiquées par +B et +Sc.
La capacité d'entrée du tube 17 est maintenue essentiellement constante avec des variations des potentiels de réglage automatique de l'amplification appliqués aux grilles 18 et 19 pour faire varier le gain de l'étage par ajustement convenable des valeurs relatives des potentiels de réglage.
Pour le principe de l'invention, il est référé à la fig.2, qui montre le changement de capacité mesuré à la grille d'entrée du tube 6L7 ( qui est un tube de type pouvant être utilisé comme tube 17 dans le circuit de la fig.1) comme fonction des potentiels négatifs à la grille d'entrée 18 et à la grille auxiliaire 19. La courbe A
<Desc/Clms Page number 6>
montre que la capacité d'entrée du tube diminue lorsque le potentiel négatif à la grille d'entrée 18 augmente.La mesure dont cette courbe est le résultat a été faite en appliquant au tube un signal d'entrée de 450 kilocycles et en appliquant à la grille auxiliaire un potentiel constant de -3 volts. Les courbes B à H montrent que la capacité d'entrée augmente au fur et à mesure que le potentiel négatif augmente à la grille auxiliaire 19.
Dans chacune de ces courbes la tension de la grille 18 est maintenue constante à 1a valeur indiquée. Un examen des courbes B à H montre qu'au delà d'une gamme limitée de variations du potentiel de la grille 18, la capacité d'entrée peut etre tenue absolument constante en appliquant à la grille 19 un potentiel variant d'une manière particulière par rapport au potentiel de la grille 18.Les variations relatives des potentiels de grille sont telles qu'elles se complètent mutuellement en réglant la conductance mutuelle du tube, augmentant les potentiels négatifs aux deux grilles et réduisant en même temps la conductance mutuelle.
Les potentiels convenables pour la grille 19 lorsque le potentiel de grille 18 est varié sont obtenus en tirant une ligne horizontale à travers les courbes B à et y compris H, ainsi qu'en appliquant à la grille 18 un potentiel déterminé par ses intersections des courbes B à et y compris H, en même temps qu' un potentiel correspondant à la valeur montrée en abscisse au point d'intersection est appliqué à la grille 19.
Your ce tube spécial, le rapport des potentiels requis aux grilles 18 et 19 pour éviter des variations de la capacité d'entrée n'est pas constant. Néanmoins, le rapport de potentiel variable désiré peut etre rapproché par utilisation d'un rapport fixe de tensions de réglage et l'addition d'un potentiel de grille va- riable pris d'une résistance biaisant la cathode. Les
<Desc/Clms Page number 7>
courbes de la fig.3 montrent ce que l'on peut obtenir par ce procédé en utilisant une résistance de cathode de 200 ohms.
Les caractéristiques de capacité d'entrée du circuit amplificateur-sélecteur 12 sans le circuit de charge 22,23 et avec 450 kilocycles à l'entrée du circuit accordé 20,21 sont montrées dans les courbes de la fig.3. La courbe I a été obtenue en utilisant un rapport de réglage automatique du volume de 1 à 3 à la grille d'entrée 18 et à la grille auxiliaire 19. La courbe J a été obtenue en utilisant un rapport de réglage automatique du volume de 2 à 5, et courbe K a été obtenue en utilisant un rapport de réglage automatique du volume de 1 à 2. On voit qu'en utilisant un rapport de réglage automatique du volume de 2 à 5 aux grilles, la capacité d'entrée est maintenue essentiellement constante dans la majeure partie de la gamme de réglage automatique du volume, comme indiqué par la courbe J sur la fig.3.
D' autre part, l'attention est attirée sur la courbe A de la fig.2, qui montre un changement marqué de la capacité d'entrée du tube lorsque sa conductance mutuelle est réglée de la manière usuelle. En appliquant la présente invention, les circuits de sélection peuvent donc ëtre aménagés avec des rapports de l'induction à la capacité beaucoup plus grands, afin de donner un gain proportionnellement plus grand pour une variation admissible donnée des caractéristiques du sélecteur.
La fig.4 montre les caractéristiques du circuit amplificateur-sélecteur 12 dans un récepteur ayant une fréquence moyenne de 450 kilocycles, en utilisant un rapport du potentiel de réglage automatique du volume de 2 à 5 appliqué aux grilles 18 et 19.
La courbe L montre la largeur de la bande de fréquences à une demi-amplitude ( W2) de la sortie du
<Desc/Clms Page number 8>
signal de l'amplificateur-sélecteur 12; la courbe M, le gain de l'étage, et la courbe N, le déplacement de la fréquence de résonance moyenne du système amplificateur- sélecteur, toutes par rapport au potentiel de réglage automatique du volume. Il convient d'indiquer ici qu'une variation essentielle du gain de l'amplificateur est ob- tenue sans grand changement de la caractéristique du sys- tème sélecteur. Pour contraste, les courbes 0, P et Q mon- trent les caractéristiques de l'amplificateur-sélecteur lorsque l'on travaille d'une manière usuelle avec le po- tentiel de réglage automatique du volume appliqué seule- ment à la grille 18.
Il convient de noter qu'un très grand changement de la largeur de la bande et un dépla- cement essentiel de la fréquence de bande moyenne du sé- lecteur sont obtenus comme résultat du désaccord du cir- cuit d'entrée de l'amplificateur, par variation de la capacité d'entrée du tube à vide.
Les constantes de circuit indiquées ci-après ont été utilisées pour obtenir les indications figurant aux cour- bes L,M et N de la fig.4:
Moyenne fréquence 450 kilocycles
Inductances 2U et 22 ............ 1,2 millihenry
Condensateurs 21 et 23 .......... 104 micro-microfa- rads Q des circuits 20,21 et 22, 23 100
Résistance 25 .................. 200 ohms
Résistance 27 ...,...........,.. 50.000 ohms
Résistance 27' ................. 33.000 ohms
Tube 17 .....................Type américain 6L7.
Bien qu'il ne soit désiré aucune limitation à une théorie particulière du fonctionnement, on peut expliquer comme suit les caractéristiques décrites ci-dessus: en cas de conditions de travail normales, la grille 18 et la grille auxiliaire 19 sont maintenues négatives et la
<Desc/Clms Page number 9>
grille-écran et la plaque sont tenues à des potentiels positifs par rapport à la cathode. Les électrons passent de la cathode à la plaque par la grille 18. La grille 18 étant négative, les fils de la grille sont entourés d'enveloppes à potentiel zéro par lesquelles les électrons ne peuvent pas passer à la grille, bien qu'ils puissent passer,par les espaces entre les enveloppes, aux électrodes positives situées au delà.
Les enveloppes à potentiel zéro qui entourent les fils de la grille sont, en effet, connectés à la cathode par la voie de courant électronique qui forme une basse résistance. Pour cette raison, l'esplace entre la grille 18 et les surfaces enveloppantes à potentiel zéro peut être considéré comme constituant une capacitance directement dans le circuit d'entrée du tube.
Lorsque la grille n'est qu'un peu négative, les surfaces enveloppantes à potentiel zéro sont serrées tout contre les fils de la grille et la capacité entre les surfaces enveloppantes et la grille est large. Lorsque le poten- tiel devient plus négatif, les enveloppes à potentiel zéro s'écartent de nouveau des fils de la grille et ré- duisent la capacité d'entrée. Dans ces conditions, un changement du potentiel de quelques électrodes entre la grille d'entrée et la plaque de telle façon que la densité des électrons augmente dans l'espace entourant la grille, force les enveloppes à potentiel zéro à se contracter dans la direction des fils de la grille. Un tel réglage peut être obtenu par variation convenable du potentiel de la grille 19.
Par des ajustements convenables des potentiels de la grille intérieure et extérieure, la position effi- cace des enveloppes à potentiel zéro par rapport aux fils de la grille d'entrée peut etre maintenue intacte et, par conséquent, la capacité grille-cathode peut 'être maintenue absolument constante lorsque les potentiels de grille varient pour faire varier la conductance mutuelle du tube à vide.
<Desc/Clms Page number 10>
Bien que le tube 6L7 ait été utilisé pour montrer le fonctionnement de l'invention, on peut obtenir les mêmes résultats avec des tubes de construction moins complexe, par exemple avec une tétraode. Dans celle-ci, la capacité d'entrée peut être tenue essentiellement constante dans une gamme de variations de potentiel à la grille d' entrée en abaissant le potentiel de l'écran simultanément avec les incréments du potentiel de grille négatif.Néanmoins, le fonctionnement avec le potentiel d'écran est plus compliqué en pratique que le réglage d'un potentiel négatif sur une grille, comme pour le tube 6L7.
Bien que ce qui vient d'être décrit concerne des modes de réalisation à considérer comme préférés, il est évident pour les experts que divers changements et diverses modifications peuvent y être apportés sans s'écarter de l'esprit de la présente invention.