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SYSTEME POUR LE CHAUFFAGE DES CATHODES
DANS LES TUBES A VIDE
La présente invention se rapporte à des arrangements pour éliminer les bruits ou bourdonnements dûs au courant de chauffe de la oathode dans les tubes thermoioniques, et elle est applicable aussi bien au cas d'un courant de chauffe alternatif que dans le cas d'un courant de chauffe continu renfermant une composante variable. Le but de l'invention est d'éliminer, pratiquement ou de réduire dans le circuit de sortie du tube les bruits ou bourdonnements qui sont produits par l'alimentation en courant alternatif de la cathode,ou par la variation que présente ordinairement une composante d'un courant alternatif rectifié.
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Suivant la présente invention les arrangements pour éliminer ou pour réduire pratiquement ces bruits comprennent un moyen pour introduire dans le circuit de sortie une composante dont la forme d'onde est inverse aux fluctuations dues aux variations de température de la cathode, pour la réalisation de l'invention en pratique, on prévoit : un moyen pour obtenir des variations de voltage correspondant aux variations de température de la cathode, la fréquence de ces variations étant double de la source en courant alternatif, ou égale à la fréquence des variations dans le oourant alternatif rectifié; un moyen pour obtenir des dites variations de voltage des variations inverses ; etun moyen pour appliquer les variations inverses à la grille d'un tube thermoionique.
Suivant une desformes de réalisation de l'invention, la tension de la forme d'onde inverse est appliquée à la grille d'un tube thermoionique,et cette tension est obtenue d'un pont dans lequel deux des bras sont formés par des éléments nonlinéaires tels que des rectifie atours à oxyde de cuivre ou des reotifieateurs au sélénium, tandis que lesdeux autres bras opposée sont formés par une résistance pure. Une résistance est connectée entre la borne commune des rectificateurs, et un contact ajustable prévu sur la résistance pure, cette résistance formant ainsi la diagonale du pont. Le contact réglable est connecté à la terre. La source de courant alternatif,ou le courant rectifié, est connectée aux extrémités de la résistance,et le voltage inverse est pris d'un point réglable de la résistance de la diagonale.
L'invention est mieux comprise de la description suivante basée sur les dessins ci-joints. Sur ceux-ci: la Fig.l montre un arrangement de circuit bien connu pour éliminer ou réduire les bruits ou bourdonnements dûsd au courant de chauffe du filament; la Fig.2 est un diagramme dont les courbes supérieures et inférieures représentent respectivement la tension alternative appliquée à la cathode et la variation qui en résulte dans le courant anode; la Fig.3 montre un arrangement de circuit conforme à
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L'invention donne à titre d'exemple; la Fig.4 est un diagramme représentant graphiquement les tensions et les courants, ces courbes servant à expliquer l'invention;
la Fig.5 représente un arrangement'de circuit d'un amplificateur conforme à l'invention.
Suivant la Fig.l, un courant alternatif ou un courant continu rectifié était jusqu'à, présent utilisé pour ohauffer le filament ou la cathode d'un tube thermoionique. Pour réduire les bruits ou bourdonnements produits dans le circuit de sortie on utilise ordinairement une résustanoe R, shuntée à travers le filament F et un contact mobile A connecte à la terre. Le contact A est réglé le long de la résistance R jusqu'à ce que le bruit produit dans le circuit de sortie Zp soit minimum. Le filament F est représenté comme alimenté par le coupant alternatif d'une source 1 à travers le transformateur 2. La grille contrôle du tube est indiquée G, et l'anode est montrée en P. La batterie de polarisation de la grille est représentée en E .
Au moyen d'une analyse de la fréquence obtenue expérimentalement, on a trouvé que cet arrangement sert seulement à obtenir un équilibre pour la fréquence fondamentale de la, composante d'onde alternatif dans la source de chauffage, mais il restera au moins quelques-unes des harmoniques de la fréquence fondamentale et principalement la seconde harmonique. Un arrangement tel que celui montrésur la Fig.l ne peut réduirecette harmonique. La température de la cathode varie avec le courant qui la traversa et à chaque demi-cycle du courant alternatif, appliqué à la cathode, une fluctuation apparaît dans le courant du circuit anode, ainsi qu'il est montré dans la courbe inférieure de la Fig.2.
-De présente invention cherche a réduire d'une manière effective les bruits dûs à cette harmonique, et à cet effet, un élément non-linéaire tel qu'un reotificateur à oxyde de cuivre ou un reotifioateur au sélénium est employé. Un arrangement conforme à l'invention est montré sur la Fig.3 sur laquelle on peut voir qu'un pont est formé au moyen de deux éléments non-linéaires tels que les rectificateurs 3,3 et une résistance pure Rl qui a un
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contact réglable A connecté à la terre. Une résistance R2 est connectée entre la borne commune des deux rectifie atours et le contact réglable A. ,On doit observer que lesdeux rectificateurs 3,3 sont connectés en série à travers le filament F, mais en direction inverse.
La résistance R2 est reliée à travers la diagonale d'un pont, et la source 1 est branchée à l'autre diagonale directement ou psr l'intermédiaire d'un transformateur 2, ainsi qu' il est montré au dessin. Un voltage E est pris d'un point réglable B, de la résistance R2, et appliqué à une grille G d'une valve thermoionique. Une source de variation est représentée en Zg et cettesource fournit lesvariations qu'il est désirable de reproduire dans le circuit de sortie Zp.
La batterie de polarisation de la grille, si cette batterie est néoessaire, est montrée en Eg, et Ep. indique la source de tension de l'anode,
Considérons maintenant la Fig. 4, la oourbe a représente en 1, la tension alternative appliquée au filament F et à la diagonale du pont. -La courbe b montre en 2 le voltage E appliqué à la grille G et qui est obtenu de la résistance R2. On peut voir que pendant un demi-cycle un reotificateur 3 est conducteur et pendant le demi-oyole suivant l'autre reotificateur est oon- duc teur, desorte que pour-chaque oyole il y aura deux pulsations à travers la résistance R2. On doit aussi observer que ce voltage E est négatif et que comme le courant à travers la résistance R2 augmente pendant le demi-cycle, le point B devient plus négatif.
De cette manière le voltage de E prend la forme représentée par la courbe b de la Fig.4. La courbe o montre en 3 les pulsations de courant dans le circuit anode dues au courant et aux variations de température du filament F. Le voltage b produit dans le .circuit d'anode des fluctuations de la même forme d'onde et qui seront inverses aux fluctuations o.
Le voltage E peut être réglé de manière que les fluctuations b et c s'annulent pratiquement et le courant normal d'anode.sera représenté en 4 sur la courbe d. on doit observer que la fréquence fondamentale est pra-
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tiquement réduite comme dans la Fig.l au moyen de la résistance Rl et du contact réglable A relié à la terre, et que la; réduction de la deuxième harmonique est obtenu, en réglant indépendamment le contact B.
'La Fig.5 montre l'application de l'invention à un amplificateur thermoionique.
Dans cet arrangement la tension E est appliquée entre la connexion à la terre et le filament F,et une composante a est ajoutée dans le but de corriger le réglage de phase de la tension éliminatrioe de bruit E qui est appliquée sur le circuit de grille.
Les parties semblables celles de la Fig.3 sont indiquées avec les mêmes lettres et chiffres de référence. Aucune autre explication de cette figure n'est nécessaire. Bien que la description donnée a envisagé le cas d'une source encourant alternatif, l'inven- tion est aussi applicable dans le cas d'une source fournissant un oourant rectifié. Dans ce cas seulement la moitié du pont est nécessaire c.à.d. la résistance Rl dans le centre approximativement est relié à la terre en A, le, résistance B, et un des rectificateur s 3 qui est arrangé pour être actionné à la' c ourburs de la courbe carac- tristique tracée en fonction de la tension et de la résistance.
Dans ce cas, la tension appliquée à la grille variera aux mêmes fréquences que les variations du courant rectifié. Semblablement quelques autres variations apparaîtront reproduites dans la résistance B et les bornes inverses seront appliquées à la grille G avec des résultats semblables à ceux mentionnés précédemment.
Au moyen de la présente invention, l'instabilité dans le circuit de sortie d'un tube par suite du courant: de chauffe de la cathode est réduite beaucoup an-dessous de la réduction obtenue par les arrangements utilisés jusqu'à présent, et cette résistance s'obtient d'une tension .compensatrice provenant de la source chauffant la cathode. De plus, les éléments de Biscuit requis pour réaliser l'invention sont chacun defonctionnement stable, ce qui permet à la cathode d'être chauffée plus économiquement.
Il est possible au moyen de la présente invention d'accroire la réduction
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en bruit dans le circuit de sortie d'un tube de 10 décibels oomparativement avec l'arrangement de circuit montré sur la Fig.l.
REVENDICATIONS.
1. Arrangements pour éliminer pratiquement ou réduire les bruits ou bourdonnements dans le circuit de sortie d'un tube thermoionique, lesquels bruitsou bourdonnements sont dûs à la composante alternative du courant de chauffage de la cathode, ces arrangements comprenant un moyen pour introduire dans le circuit de sortie une composante dont la forme d'onde est inverse des varations dues aux variations de température de la cathode.
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SYSTEM FOR HEATING CATHODES
IN VACUUM TUBES
The present invention relates to arrangements for eliminating noise or buzzing due to the oathode heating current in the thermionic tubes, and it is applicable both in the case of an alternating heating current as in the case of an alternating current. continuous heating system containing a variable component. The object of the invention is to practically eliminate or reduce in the output circuit of the tube the noises or hums which are produced by the supply of alternating current to the cathode, or by the variation which a component d 'rectified alternating current.
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According to the present invention the arrangements for eliminating or for practically reducing these noises comprise a means for introducing into the output circuit a component the waveform of which is inverse to the fluctuations due to the variations in temperature of the cathode, for the realization of the The invention in practice provides: a means for obtaining voltage variations corresponding to the temperature variations of the cathode, the frequency of these variations being twice the alternating current source, or equal to the frequency of the variations in the alternating current rectified; means for obtaining said voltage variations from the inverse variations; andmeans for applying the reverse variations to the grid of a thermionic tube.
According to one embodiment of the invention, the voltage of the reverse waveform is applied to the grid of a thermionic tube, and this voltage is obtained from a bridge in which two of the arms are formed by nonlinear elements. such as copper oxide rectifiers or selenium reotifiers, while the other two opposing arms are formed by sheer resistance. A resistor is connected between the common terminal of the rectifiers, and an adjustable contact provided on the pure resistor, this resistor thus forming the diagonal of the bridge. The adjustable contact is connected to earth. The alternating current source, or rectified current, is connected to the ends of the resistor, and the reverse voltage is taken from an adjustable point of the resistance of the diagonal.
The invention is better understood from the following description based on the accompanying drawings. Of these: Fig. 1 shows a well known circuit arrangement for eliminating or reducing noise or buzzing due to the heating current of the filament; FIG. 2 is a diagram, the upper and lower curves of which respectively represent the alternating voltage applied to the cathode and the resulting variation in the anode current; Fig. 3 shows a circuit arrangement according to
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The invention gives by way of example; Fig.4 is a diagram graphically representing the voltages and currents, these curves serving to explain the invention;
Fig.5 shows a circuit arrangement of an amplifier according to the invention.
According to Fig. 1, alternating current or rectified direct current has heretofore been used to heat the filament or the cathode of a thermionic tube. In order to reduce the noises or hums produced in the output circuit, a resustanoe R is usually used, shunted through the filament F and a movable contact A connected to the earth. Contact A is adjusted along resistor R until the noise produced in the output circuit Zp is minimum. The filament F is shown as fed by the AC cutting edge of a source 1 through the transformer 2. The tube control grid is indicated G, and the anode is shown in P. The grid bias battery is shown in E.
By means of an experimentally obtained frequency analysis, it has been found that this arrangement serves only to obtain a balance for the fundamental frequency of the AC wave component in the heating source, but at least some will remain. harmonics of the fundamental frequency and mainly the second harmonic. An arrangement such as that shown in Fig. 1 cannot reduce this harmonic. The temperature of the cathode varies with the current flowing through it and with each half cycle of the alternating current, applied to the cathode, a fluctuation appears in the current of the anode circuit, as shown in the lower curve of Fig. .2.
The present invention seeks to effectively reduce the noise due to this harmonic, and for this purpose a non-linear element such as a copper oxide reotifier or a selenium reotifioateur is employed. An arrangement according to the invention is shown in Fig. 3 in which it can be seen that a bridge is formed by means of two non-linear elements such as rectifiers 3,3 and a pure resistor Rl which has a
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adjustable contact A connected to earth. A resistor R2 is connected between the common terminal of the two rectifies clothes and the adjustable contact A., It should be observed that the two rectifiers 3,3 are connected in series through the filament F, but in the opposite direction.
Resistor R2 is connected across the diagonal of a bridge, and source 1 is connected to the other diagonal directly or via a transformer 2, as shown in the drawing. A voltage E is taken from an adjustable point B, resistor R2, and applied to a grid G of a thermionic valve. A source of variation is represented in Zg and this source provides the variations that it is desirable to reproduce in the output circuit Zp.
The grid polarization battery, if this battery is required, is shown in Eg, and Ep. Indicates the anode voltage source,
Now consider Fig. 4, the curve a represents in 1, the alternating voltage applied to the filament F and to the diagonal of the bridge. -The curve b shows in 2 the voltage E applied to the grid G and which is obtained from the resistor R2. It can be seen that during a half cycle one reotifier 3 is conductive and during the next half oyol the other reotifier is conductive, so that for each oyol there will be two pulses through resistor R2. It should also be observed that this voltage E is negative and that as the current through resistor R2 increases during the half cycle, point B becomes more negative.
In this way the voltage of E takes the form represented by the curve b in Fig. 4. The curve o shows in 3 the current pulsations in the anode circuit due to the current and to the variations in temperature of the filament F. The voltage b produces in the anode circuit fluctuations of the same waveform and which will be reversed to fluctuations o.
The voltage E can be adjusted so that the fluctuations b and c practically cancel each other out and the normal anode current will be shown at 4 on the curve d. it should be observed that the fundamental frequency is practical
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tically reduced as in Fig.l by means of the resistor Rl and the adjustable contact A connected to earth, and that the; reduction of the second harmonic is obtained by independently adjusting contact B.
Fig. 5 shows the application of the invention to a thermionic amplifier.
In this arrangement the voltage E is applied between the earth connection and the filament F, and an a component is added for the purpose of correcting the phase adjustment of the noise eliminating voltage E which is applied to the gate circuit.
Parts similar to those in Fig. 3 are indicated with the same letters and reference numbers. No further explanation of this figure is necessary. Although the description given has considered the case of an alternating current source, the invention is also applicable in the case of a source providing a rectified current. In this case only half of the bridge is needed i.e. the resistor Rl in the center approximately is connected to earth at A, the, resistor B, and one of the rectifiers 3 which is arranged to be actuated at the 'bends of the characteristic curve plotted as a function of the voltage and resistance.
In this case, the voltage applied to the grid will vary at the same frequencies as the changes in the rectified current. Likewise some other variations will appear reproduced in resistor B and the reverse terminals will be applied to gate G with results similar to those previously mentioned.
By means of the present invention, instability in the output circuit of a tube as a result of the heating current of the cathode is reduced much below the reduction obtained by the arrangements used heretofore, and this resistance is obtained from a compensating voltage coming from the source heating the cathode. In addition, the Biscuit elements required to carry out the invention are each of stable operation, which allows the cathode to be heated more economically.
It is possible by means of the present invention to increase the reduction
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noise in the output circuit of a 10 decibel tube compared to the circuit arrangement shown in Fig.l.
CLAIMS.
1. Arrangements for practically eliminating or reducing noise or buzzing in the output circuit of a thermionic tube, which noise or buzzing is due to the AC component of the cathode heating current, such arrangements including means for introducing into the circuit output a component whose waveform is the inverse of the variations due to the temperature variations of the cathode.