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DISPOSITIF DE STABILISATION DE LA FREQUENCE DES GENERATEURS
D'ONDES ULTRA-COURTES
On sait que la fréquence des oscillations fournies par certains générateurs d'ondes courtes ou ultra-courtes est influencée par la valeur des tensions d'alimentation d'une ou plusieurs électrodes, par exemple la variation,' sur une certaine plage,-de la tension continue appliquée au réflecteur d'un klystronreflex entraîne une variation de fréquence de la tension recueillie ] la sortie de
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l*appareil
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Le ,1"'n:-,c'Gejëté co!:.5iëte 0:,;:?il;'Lt..'ûCll4,ili. tia-ifi 1 'emploi a.'1;'. volume r,.j.: C)ï!:lé!.1'. dont 1s. fI'GCi11.01C:E' Ae résonance est rendue pcrioôiqueruent variable de part et (l'autre d'une e Vé,\ 161-11" 'lo"ß C.'??¯.1±; fn au moyen d'un G21'±:.tE'tü' 'R,lJJiliE1ire; ce volume est; d'aulrR part excité par 1-fi?action de puissance T,rê1evee à la sortie du Kéaérate1J.r; à 18. sortie du volume ' ;:S(i'lri::.i1 on recueille un
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signal module en amplitude dont l'intensité dépend de l'écart de la fréquence f du générateur par rapport à
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i'c ledit signal, après détection et amplification, est renvoyé sur 11électroQe choisie pour jouer le rôle de régulateur.
Le système fonctionne donc à la n12nière d'un montage classique à. contre-l"J8.ction; toute variation de fréquence endrjr!; à se produire se trouve immediateruerit réduite et divisée par un coefficient de régulation Tra supérieur à l'unité,
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Les montages construits conformément à l'invention permettent d'ailleurs d'obtenir les résultats, suivants:
1 - Le signal régulateur est nul lorsque la fréquence de sortie du générateur a exactement sa. valeur normale-,
2 - La régulation est également efficace dans les deux sens, la tendance à la diminution étant corrigée aussi bien 'que la tendance à l'augmentation.
3 -'Le coefficient K défini ci-dessus varie peu en fonction de l'écart entre la valeur de la fréquence et sa valeur normale.
4 - Le coefficient K demeure pratiquement cons tant lorsque la puissance fournie par le générateur varie dans de grandes limites.
'On comprendra, l'invention à l'aide de la descrip- tion ci-après, qui en donne, conjointement avec les dessins, des exemples non limitatifs de réalisation, les particularités ressortant du 'texte et des dessins faisant, bien entendu, partie de celle-ci.
On voit, sur .la figure 1, une vue schématique d'ensemble d'un montage suivant l'invention,,
En G se trouve le générateur, par exemple un klystron reflex, dont il s'agit de stabiliser la fréquence en agissant sur la tension appliquée à l'électrode réflectrice GR,
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En V se trouve un volume résonnant, par exemple constitue par une boite en invar argenté, de manière à être peu sensible aux variations de température.
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Une boucle 3' 9X' love une petite fraction de la puissance débitée par le klystron; cette boucle est formée d'un conducteur replie sur lui-même et dont
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une extrémité est 0Î1\tGÍe a la psroi de l'appareil; le prolongement de l=# condur'teur constitue avec une enveloppe convenable un câble coaxial Dl assurant la liaison avec le volume IT, 0i1l'a.ut1'8 extrcmitu àa conducteur se termine par une autre boucle B. La puissance en haute fréquence prélevée par B' dans G vient ainsi exciter le volume résonnant V.
D'autre part, un modulateur m est alimenta par
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une xoiice S de courant à basse fréquence, 1<s,r l'intsrméii;1,ixe du sec::>uQ2.ire 1 âlz transformateur '='1; il est relis à Ir au moyen d''-m câble coaxial Dp 't er Jllrlé éo.le:nent par deux boucles b1 et b; .a'rodulavio:2 ,ir¯..i produite par m a pour effet'de faire varier périodiquement la partie réactive de l'impédance de V,
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donc sa fréquence da résonance. Celte modulation. de la fréquence de résonance de ü' ß ;:zU. d'ailleurs s'effectuor indifféremment par voie électrique ou par vole méca- nique (.variation mécanique d'une dimension géométrique de V).
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Une boucle de sortie b, placée à 1fextrémtÓ d'un câble coaxial D, alimente un détecteur à cristal K, disposé sur le conducteur central du câble;, on recueille ainsi, à la sortie dudit câble, un signal périodique
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et non sinusoïdal à la fréquence de la source S et dont l'amplitude dépend de la variation de fré-
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quence de.G, Des condensateurs C oourt-cirouitent ,-la sortie de manière à éliminer les fréquences très élevées, D'autre part, une boucle b', excitée à
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l'intêri aurduklrstron, débite dans un autre câble coaxial D', comprenant également un détecteur à cristal K' et des condensateurs C' pour l'élimination des hautes fréquenc.es;
à. la, sortie de cet ensemble, on recueille un courant de polarisation continue 10 qui'réagit sur le débit du cristal K et rend la régulation sensiblement indépendante de la puissancefournie par le générateur. Une inductance 11, associée éventuellement à un condensateur d'accord C1, empêche
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les signaux à.la fréquence de la,sourcé,.S'rd'tre déviés vers g, I - "' /¯ , -"'- . ll/ le condensateur C0 arrête, les courants:
, continus
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provenant de l'un ou de l'autre des'-clétéet-eurs K ou
K', et laisse passer dans la résistance R le signal utile.
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La tension -recueillie aux bornes de R, de même fréquence que la source S, doit d'abord être filtrée dans un réseau convenable suivi d'un amplificateur 'sélectif de- manière à extraire un signal sinusoïdal à la fréquence de la source S ; l'ensemble est repré-
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sentê . sahémati'querient , en AF.
Ce-signal est'ensuite dirigé vers un détecteur, Ce dernier doit être conçu' de telle manière que la tension continue détectée change de sens en même temps que la variation de 'fréquence qui tendrait à se produire dans le générateur G, On peut, à cet effet, utiliser plusieurs
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combinaisons, dont on voit un premier exemple avec le montage de la pentode P.La tension de sortie de l'ensemble AF est appliquée à la grille de commande: la cathode est, suivant l'usage courant, polarisée positivement par le courant anodique moyen passant dans une résistance R1; la seconde grille est excitée par le secondaire 2 du transformateur T1, en passant par une résistance R2;
la troisième grille est reliée à la cathode;'enfin la plaque est alimentée par une tension continue Ua . en passant par une résistance de charge r. La capacité C2 a pour rôle d'éliminer, à la sortie de la pentode, les tensions alternatives, et on recueille sur le conducteur A une tension continue dont la variation dépend,en grandeur et en signe, de la variation de fréquence de la tension induite dans la boucle B'. Finalement, le conducteur A est relié à l'électrode GR dont la tension agit sur la fréquence du générateur G.
Le rôle de la cavité résonnante V esillustre par la figure 2, sur laquelle C est la courbe de résonance de cette cavité, c'est-à-dire la variation de la tension U disponible à sa sortie, pour une certaine excitation en haute fréquence, en fonction de la fréquence f du générateur. Le sommet de la courbe correspond à la fréquence normale f0,
Si la fréquence fdu générateur a tendance à di- minuer, la modulation de la source S de la figure 1 fera osciller le point de fonctionnement entre M et N par exemple,. le segment MM étant situé à gauche de f0.
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Si au contraire f a tendance à augmenter, le point defonctionnement oscillera entre M' et N', le* segment M' N' étant= situé à droite de f0' Or, en raison- de là forme de la courbe C, on voit que l'ordonnée Mm est plus petite que l'ordonnée :En; au contraire,
M'm' est plus grande que N'n'. Il s'ensuit que le déplacement du point de fonctionnement de M à N produira une augmentation de la tension à la sortie de la cavité V; le déplacement de M' à N' produira au contraire une'diminution.
Pour une variation donnée en valeur absolue de la fréquence du générateur G, la tension disponible- à la sortie de l'ensembleAF de la figure 1, à la fréquence de la source S, subira donc un'changement'de phase d'une demi-période, suivant que ladite variation sera positive ou négative, c'est- - à-dire suivant que la fréquence f -fournie par- G aura tendance à augmenter ou à diminuer. Or la tension ap- pliquée sur la seconde grille de P, venant directement- de la source S par la'résistance R2, est de' même fréquence que la tension venant de AF et appliquée à la première grille.
On pourra toujours arriver à faire concorder les passages par zéro de ces deux ten- sions, respectivement appliquées sur ces deux premières grilles; on. pourrait d'ailleurs, dans ce but, intercaler si c'était nécessaire un réseau déphaseur convenable, non représenté par exemple entre le secondaire 2 et R2.
En définitive on obtient le résultat suivant: pour un certain sens de la variation de la fréquence de
G, les tensions respectivement appliquées sur les deux premières grilles de la pentode P seront exactement en
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phase; si cette variation a lieu en sens inverse, ces deux tensions seront exactement en opposition. On conçoit que le courant détecté dans le circuit anodique augmentera dans la première hypothèse, et diminuera dans la seconde; cela signifie évidemment que la tension continue finalement appliquée sur l'électrode GR subira une variation dont le signe dépendra de la variation de fréquence tendant à se produire dans le générateur G. Il y a donc régulation de cette fréquence.
La tension continue variable appliquée sur GR pourrait éventuellement s'ajouter à une tension fixe mise en série.
Les figures 3, 4 et 5 représentent des variantes du système détecteur.
Le montage de la figure 3 utilise deux peu Iodes en pont, dont deux bras sont constitués par les ré- sistances internes de ces tubes P et P2. Les cou- 1 2
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ples de résistances Rl R? 1 R Ra R' R* et R4 R'4 sont destinés à rendre P1 et P2 aussi semblables que possible pour de grandes variations du chauffage des filaments et de la tension appliquée aux anodes., Entr,e les' bornes M et 1,1 du primaire da trans- formateur T1 on applique la tension de sortie de l'ensemble du filtre - a.mplifica.teur AF de la. figure 1. Le secondaire comprend deux enroulements symétriques, respectivement reliés aux grilles G1 et G2.
Entre les bornes C etD on applique la tension alternative du
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secondaire 2 de-la figure 1. Enfin, entre'E et F on,, petit appliquer une tension continue proportionnelle à .la puissance débitée par le générateur d'ondes ultra-
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courtes; on obtient une rêgu.aton indépéndante de.la puissance complétant ajrnsi'-l'action du dispo sîtîf déjà.' décrit dans ce but.
La tension détectée recueillie entre A et B est ajoutée,-suivant un procédé classique quelconque, à ' la tension de l'électrode convenable du générateur.
-La figure 4 représente une autre variante; le montage comprend une pentode P qui peut être substituée à celle de la figure 1 de la manière sui- vante: l'extrémité M de la résistance d'entrée R3 est connectée à la .sortie de'l'ensemble AF ; entre C et D, on intercale le secondaire 2 du transformateur, de manière à appliquer sur la seconde grille la tension alternative à basse fréquence de S; entre E et F on applique la tension continue proportionnelle à la puissance débitée, fournie par le second cristal-
K'; enfin l'anode est alimentée par une tension continue Ua, à travers la résistance de charge r ; lecondensateur C2 a toujours pour rôle d'éliminer les tensions alternatives et-le conducteur A, relié à l'anodes-est connecté d'autre part à l'électrode de régulation GR;
la résistance R1, bien entendu, sert à polariser positivement la cathode.
La figure 5 représenta une autre variante; la pentode P est substituée à celle de la figure 1.
Les différences avec le montage de la figure 4 sont seulement les' suivantes: sur la seconde grille la
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L''in7ention comporte unc autre veriaate dans le cas où la froqueine fournie par le bn6rD.t8nr Ci- de la. figure 1 est elJe-même modulée par une source 21ter- native quelconque à basse fréquence.Dans ce cas, la. modulation de la cavité peut être supprimée;on prélevé seulement, sur ladite source, la tension à appliquer aux grilles-écrans des pentodes des figures
1, 4 et 5 et aux anodes des pentodes de la figure 3.
Il est entendu que les différents montages décrits ci-dessus ne constituent que des exemples non limi- tatifs. On.pourrait leur apporter toutes modifications de détail sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, les systèmes détecteurs comportant des tubes pentodes pourraient être constitués autrement et remplacés par tout montage sensible à l'action simultanée de la tension alternative venant de l'en- semble AF et de la tension de même fréquence venant directement de la source S.