PERFECTIONNEMENTS AUX AMPLIFICATEURS A REACTION NEGATIVE.
L'invention se rapporte à des perfectionnements aux amplificateurs à réaction négative du type dans lequel on obtient le
règlage du gain en faisant varier la perte dans le circuit de
réaction.
Beaucoup d'amplificateurs utilisés dans les systèmes de communication doivent comporter un moyen de faire varier l'amplification. Dans les amplificateurs à réaction, un tel moyen de règlage
peut être entièrement extérieur à l'amplificateur, auquel cas son
emploi n'exerce aucun effet sur le fonctionnement de l'amplificateur, ou bien il peut agir sur le circuit de réaction. Dans ce
dernier cas, le fonctionnement de l'amplificateur est modifié et l'augmentation de la quantité d'énergie envoyée dans le circuit
de réaction diminue le gain de l'amplificateur mais améliore la
qualité de l'amplification. Il y a moins d'harmoniques dans le courant débité et la stabilité est augmentée, en ce qui concerne les effets possibles des variations de la puissance fournie des autres causes semblables.
Il serait donc préférable, en conséquence, de faire varier l'amplification en opérant sur le circuit de réaction. Cependant, on rencontre souvent des difficultés dans les amplificateurs à forte réaction qui deviennent instables en ce qui concerne la tendance
à osciller,et parce qu'il est alors très difficile de maintenir la correction de haute fréquence nécessaire quand on veut faire varier l'amplification.Si cette correction est suffisante pour empêcher les oscillations de se produire avec la réaction maximum, elle.affecte le gain de l'amplificateur dans la bande des fréquences que l'amplificateur doit transmettre quand on réduit la réaction pour augmenter le gain. Inversement, si la correction est telle que les fréquences transmises ne soient pas affectées lorsque la réaction est minimum, elle sera insuffisante pour empêcher les oscillations quand la réaction sera maximum.
La présente invention fournit un moyen pour surmonter ces difficultés. Grâce à ce moyen on conserve l'avantage de la réduction des harmoniques et de la diminution de l'amplification par
une augmentation de la réaction tout en conservant de la stabilité en ce qui concerne l'auto-oscillation,cette stabilité demeurant la même pour tous les règlages d'amplification.
La méthode de l'invention consiste essentiellement à munir l'amplificateur de deux circuits de réaction, dont l'un embrasse
un nombre quelconque d'étages parmi lesquels figure obligatoirement le dernier, mais dont le premier étage est exclu, tandis que l'autre circuit de réaction embrasse tous les étages de l'amplificateur. Des moyens sont-prévus pour règler l'affaiblissement de chacun de ces circuits de réaction, ces moyens étant couplés pour que le règlage se fasse simultanément sur les deux, de telle sorte que le gain soit modifié pour l'ensemble de l'amplificateur en même temps que la perte l'est dans l'ensemble des circuits de réaction et que
<EMI ID=1.1>
Selon les principes de l'invention, on réalise un amplificateur thermionique à plusieurs étages et à réaction négative,lequel comporte un circuit général de réaction intéressant seulement un certain nombre d'étages dont le premier est exclu, et comprenant
<EMI ID=2.1>
à la fois d'augmenter le gain de la voie traversant tous les étages et de réduire la perte dans le circuit général de réaction, de telle manière que la propagation dans la boucle générale de réaction reste constante pour tous-les règlages possibles du dispositif.
Sous un autre de ses aspects, l'invention comporte un amplificateur thermionique à plusieurs étages et à réaction négative dans lequel le circuit général de réaction est pourvu de moyens pour diminuer à la fois le gain de la voie passante d'amplification et diminuer la perte dans le circuit de réaction de quantités égales de façon telle que la distorsion harmonique introduite par l'amplification diminuera quand le gain diminuera.
Sous un autre aspect, l'invention se situe dans un amplificateur thermionique à plusieurs étages et à réaction négative comportant une voie passante d'amplification avec un circuit local de réaction et un circuit général de réaction chacun de ces deux circuits de réaction ayant une perte variable, les moyens convenables étant prévus pour règler simultanément la perte de chaque circuit
de réaction pour que, dans la boucle générale, le gain reste constant en amplitude et en phase.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée qui va suivre d'une réalisation préférée, description
qui sera accompagnée des dessins suivants :
la figure 1, qui représente schématiquement la disposition d'ensemble d'un amplificateur conforme à l'invention; la figure 2 qui donne le schéma électrique détaillé des circuits de cet amplificateur; la figure 3, qui fournit le schéma électrique des circuits des organes de règlage agissant simultanément sur les deux voies de réaction.
Pour la commodité de la description, la figure 2 représente un amplificateur à 2 étages dans lequel le circuit local de réaction intéresse le deuxième étage seulement. L'invention s'applique
<EMI ID=3.1>
conque et le circuit local de réaction peut, en sus du dernier étage embrasser un nombre quelconque des autres étages,sauf le premier.
Conformément à la pratique usuelle quand il s'agit d'amplificateurs à réaction, on considérera les circuits comme comprenant une voie amplificatrice normale de sens amont-aval, et une voie rétroactive de sens aval-amont(voie de réaction) faisant partie d'une boucle dénommée boucle de réaction. Le rapport des tensions à la traversée de la voie normale sera désigné par^/* et celui de la voie
<EMI ID=4.1>
où la constante de propagation qui correspond à un tour complet autour de la boucle de réaction. Le rapport est supérieur à 1,tandis
<EMI ID=5.1>
connus de la réaction négative. Ce produit caractérise ce que l'on nomme la réaction totale et le gain autour de la boucle de réaction
<EMI ID=6.1>
tions de stabilité restent satisfaites. Cependant, à mesure que la réaction totale est augmentée, la marge de stabilité diminue progressivement et il devient très difficile de réaliser un circuit de réaction variable qui puisse donner à la fois une correction adéquate quand la réaction totale est forte et une absence de distorsion dans la bande des fréquences transmises quand la réaction totale est faible.
Selon les principes de la présente invention on s'arrange pour que, lorsque 13 est augmenté afin de réduire le gain de l'amplificateur, la valeur de soit en même temps diminuée par l'augmentation de la réaction dans un circuit local de réaction et que
<EMI ID=7.1>
Cette méthode ne permet pas seulement d'obtenir de grandes variations du gain effectif de l'amplificateur tout en lui maintenant la même marge de stabilité mais elle permet aussi de réduire ' les harmoniques à la sortie de l'amplificateur grâce à l'action de la réaction locale.
Sur la figure 1, le trait pointillé A représente un amplificateur comprenant une voie d'amplification délimitée par le trait pointillé B et une voie de réaction /" -
La voie d'amplification comprend un certain nombre d'étages
<EMI ID=8.1>
par la ligne pointillée c,et pourvus d'un circuit local de réaction
<EMI ID=9.1>
La distorsion harmonique qui existe à la sortie des étages
<EMI ID=10.1>
de réaction /<3> n'est pas en fonctionnement, sera':désignée par d.
<EMI ID=11.1>
<EMI ID=12.1>
<EMI ID=13.1>
dant au gain effectif de l'amplificateur A complet :
<EMI ID=14.1>
La distorsion harmonique correspondante sera égale à :
<EMI ID=15.1>
Dans les conditions habituelles A/? est fortement supérieur à l'unité et le gain effectif de l'amplificateur est donné par
<EMI ID=16.1> mais comme on l'a déjà expliqué, il est désirable de maintenir le
<EMI ID=17.1>
Puisque est très supérieur à 1 on peut écrire :
<EMI ID=18.1>
<EMI ID=19.1>
en même temps que /3 , la valeur de la distorsion harmonique do diminuera lorsque le gain effectif décroîtra. Si la valeur du pro-
<EMI ID=20.1>
nution sera exactement dans le même rapport que la décroissance de sinon elle serait un peu moindre. C'est sur. ces principes que l'invention est fondée.
<EMI ID=21.1>
préférence par des moyens de commande mécaniques, bien que tout autre procédé de couplage puisse être adopté, si on le désire.
Les réseaux d'affaiblissement à établir seront nécessairement ren- dus plus compliqués par les exigences de l'invention et le degré de complication dépendra-du degré de constance que l'on veut obte-
<EMI ID=22.1>
La figure 2 représente.les détails d'une réalisation pratique de l'invention, conforme au'schéma de principe de la figure 1, et portant sur un amplificateur à deux étages.
Les signaux arrivant de la ligne sont appliqués au transformateur d'entrée Tl qui est un transformateur à trois enroulements ou une bobine différente de type bien connu. Les signaux sortant de Tl atteignent.la grille de commande du.premier tube VI qui peut être.une pentode. Après amplification par VI les signaux sont appliqués à la grille de commande du second tube V2 qui peut être également une pentode et de là ils sortent par une bobine équilibrée T2 vers la ligne de sortie .
La plaque et la grille écran de VI sont respectivement connectées à la résistance R7 et le condensateur C3, la résistance R6 et le condensateur Cl. La grille écran de V2 est connectée la ré-
<EMI ID=23.1> 'de la plaque de V2 est assurée à travers l'enroulement à grande impédance de la bobine différentielle T2, un condensateur C6 étant monté en dérivation sur cette alimentation.
La tension de polarisation de grille pour VI est obtenue par la résistance R4 (qui fait partie du circuit de cathode) shuntée par son condensateur C2. La tension de polarisation de grille pour V2 est prise sur une partie de la résistance R15(qui fait partie du circuit de cathode) et appliquée à travers une résistance R5.
Le réseau de couplage entre les -deux étages se compose de l'inductance Ll et de la résistance R3.en série dans le circuit de
<EMI ID=24.1>
grille de V2.
Une partie de l'énergie des signaux sortants est renvoyée
par le circuit général de réaction� à l'entrée de l'amplificateur. Cette voie est établie entre les deux bobines différentielles comme on le voit sur la figure 2 et elle s'associe par les deux résistances d'équilibrage RI et R2 aux deux lignes d'entrée et de sortie.
En partant de T2 le circuit général de réaction comprend d'abord un réseau modificateur d'impédance composé de trois résistances R9, RIO, et Rll qui est également destiné à établir la liaison entre la bobine différentielle T2 qui est équilibrée, et le
reste du circuit, qui ne l'est pas. Le circuit général de réaction traverse ensuite l'appareil de règlage de gain GA par un réseau en T à éléments variables. Puis, à la sortie de GA, il traverse un réseau fixe composé des résistances R12, R13, et R14 et des condensateurs C7 et C9.
Le réseau en T à éléments variables se compose de deux résistances fixes en série 25 et 26, d'une résistance variable en shunt
37 et d'une résistance variable 27 qui shunte l'ensemble des deux résistances fixes 25 et 26. Un condensateur variable Cl shunte également les deux résistances 25 et 26. Tous les éléments variables sont mécaniquement solidaires.
Des deux condensateurs C7 et C9 sont destinés à apporter au circuit de réaction la correction nécessaire pour les fréquences <EMI ID=25.1>
Le circuit local de réaction ,/12 n'intéresse que le tube V2 et comprend une résistance variable R15 reliée en série avec la cathode et dont une partie est shuntée par un petit condensateur C5. Ce réseau est destiné à fournir l'amplitude et la phase choisie pour la réaction du tube V2 à tous les organes variables de l'appareil régulateur de gain. Le condensateur C c.ourt-circuite
(pour les fréquences des signaux) une portion variable de R15 et la liaison mécanique qui fait varier R15 est commune avec celle
<EMI ID=26.1>
tion de R15 shuntée par le condensateur 5 diminue, l'effet de shunt produit par le petit condensateur diminue également. La phase et
<EMI ID=27.1>
quences élevées, manoeuvré lui aussi en même temps que les autres organes variables, il permet d'obtenir sur le circuit /9 une caractéristique de phase plus convenable. En pratique on donnera
à ce condensateur seulement deux ou trois valeurs différentes, bier
<EMI ID=28.1>
à un affaiblissement de 1 décibel. On pourrait, cependant, si l'on ne voulait éviter de compliquer les circuits, obtenir un degré de correction beaucoup plus poussé.
La figure 3 représente les détails d'une réalisation pratique de l'affaiblisseur de commande' de gain GA de la figure 2. Les <EMI ID=29.1> figures.
L'affaiblisseur se compose de quatre commutateurs SI, S2, S3 et S4 couplés mécaniquement ensemble et possédant chacun onze plots de telle sorte que l'appareil peut introduire plot par plot
<EMI ID=30.1>
mutateurs SI, S2 et S3 font varier le réseau en T qui est monté en pont dans le circuit général de réaction % ; ils agissent res-
<EMI ID=31.1> <EMI ID=32.1>
du commutateur SI sont marquées du chiffre du gain effectif de l'amplificateur en décibels qui leur correspond. On notera que ce gain doit diminuer quand le commutateur est tourné en sens inverse des aiguilles d'une montre.
<EMI ID=33.1>
fixes C11A, C11B, C.11C, et l'un de ces trois condensateurs fixes est seul mis en shunt sur R27 selon la position du commutateur S3. Comme on l'a déjà expliqué les capacités de ces condensateurs sont choisies pour procurer une correction de phase suffisante aux fréquences supérieures de la bande passante pour chaque valeur du gain
<EMI ID=34.1>
Le commutateur S4 est shunté par le condensateur fixe CIO. La position donnée à ce commutateur détermine à la fois l'amplitude
<EMI ID=35.1>
Les résistances fixes R25 et R26 qui font partie du réseau en
T de l'affaiblisseur sont montées entre l'axe du commutateur SI et les points 1 et 3.
Il n'y a évidemment, aucune raison de limiter l'affaiblisseur à la forme représentée par la figure 3 qui n'a été donnée qu'à titre d'exemple mais qui représente une réalisation matérielle jugée satisfaisante en pratique. L'affaiblisseur pourrait avoir un nombre quelconque de plots et couvrir une marge d'affaiblissement différen-
<EMI ID=36.1>
tion différent de n'importe quel type connu.
L'invention n'est, de même, pas limitée aux réseaux relative-
<EMI ID=37.1>
réseaux peuvent être aussi compliqués qu'on le désire selon les exigences des besoins auxquels on doit faire face et la réalisation matérielle de la figure 3,devrait, en pareil cas, être modifiée en conséquence. La pratique enseigne,cependant, que l'on peut accepter
<EMI ID=38.1>
te théorique, souffre d'une petite variation pour des gains d'amplification variables et, si l'on accepte ces petites variations, les réseaux à établir sont moins compliqués. Ainsi, quand il a
<EMI ID=39.1>
tendre qu'il n'éprouve que de faibles variations, délibérément consenties.
Enfin, l'invention n'est pas limitée à l'amplificateur particulier à 2 étages qui est représenté par la figure 2. Elle est applicable à n'importe quel type d'amplificateur à réaction négative possédant deux ou plus de deux étages et les hommes de l'art trouveront d'eux-mêmes les modifications nécessaires à apporter aux schémas qui ont été donnés pour les adapter à d'autres types d'amplificateurs à réaction.