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BELL TELEPHONE MANUFACTURING COMPANY GENERATEUR D'INTERVALLE DE PASSAGE.
La présente invention est relative à des appareils électriques et plus particulièrement à un montage générateur d' un intervalle de passage de potentiel de forme pratiquement rec- tangulaire ci-après désigné par le terme "impulsion-porte".
Dans la plupart des appareillages de communication, tels que les systèmes de radar, de télévision et analogues, il est nécessaire de disposer d'organes produisant une "impulsion-porte" de durée prédéterminée à flancs abrupts. Il est très désirable qu'un ap- pareillage générateur d'"impulsion-porte comporte des organes permettant d'ajuster la durée ou largeur de l'"impulsion-porte et que ladite "impulsion-porte" ait de préférence une amplitude de tension suffisante ou hauteur pour être utilisée telle qu'elle est produite.
Une "impulsion-porte" à flancs abrupts implique une large bande de fréquences. En particulier, les composantes à haute fréquence d'une telle "impulsion-porte" tendent à maintenir
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les pentes des flancs fortement inclinées.
En conséquence, il est essentiel que la capacité ré- partie à la terre des composantes d'un générateur d'une telle impulsion soit réduite au minimum. De cette manière, la con- stante de temps desdites capacités réparties peut être réduite, de telle façon qu'elle n'ait aucun effet minimum sur la forme de l"impulsion-porte
Il est évident, d'après ce qui précède, qu'un tel gé- nérateur doit comporter aussi peu de pièces composantes que pos- sible, il doit en outre être simple et utiliser des éléments stan- dards, tels que des tubes à vide et des résistances.
Suivant certaines caractéristiques de l'invention, il est prévu un montage simple comportant un générateur d'impul- sion-porte" et un amplificateur. Le générateur utilise un tube à vide unique, qui peut être du type à trois électrodes. Un tel générateur, conforme à certaines caractéristiques de l'invention, nécessite un déclenchement positif à amplitude constante au- dessus d'une certa.ine valeur minimum prédéterminée. La durée du déclenchement peut varier de 1 à 5 microsecondes. Il n'est pas nécessaire qu'elle soit constante et la valeur choisie peut va- rier dans des limites assez larges.
En général, le générateur consiste en un tube à trois électrodes unique, dont la grille de commande est normalement po- larisée au-dessus du niveau de coupure du courant de plaque, de telle façon que le tube soit conducteur à un niveau modérément faible. Un condensateur d'arrêt, relié à la grille de commande, détermine, en général, en même temps qu'une résistance de grille, une constante de temps commandant la durée de l'impulsion-porte L'amplitude de déclenchement doit être suffisante pour saturer le tube. L'énergie de sortie du générateur peut être appliquée par couplage direct à un amplificateur, de telle manière qu'on obtien- ne une "impulsion-porte" négative abrupte.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des-
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cription détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints, dont la figure 1 représente un-schéma d'un système réalisant certaines caractéristiques de l'invention. La figure 2 dudit dessin représente certaines courbes de tension en différentes parties du système. Le générateur d'impulsion-porte comporte, dans ses grandes lignes, des bornes d'entrée 10 et 11, la der- nière desdites bornes étant mise à la'terre. Une source d'im- pulsions de déclenchement positives convenables quelconques ayant une amplitude désirée, peut être utilisée. En général, la sour- ce d'impulsions de déclenchement doit être telle qu'elle produise une Impulsion de forme convenable et présentant en particulier des flancs abrupts.
Ainsi, on peut utiliser le tube cathodyne 12 avec la résistance'de charge de cathode 13 comme organe d'ap- plication des impulsions de déclenchement aux bornes 10 et 11.
La borne d'entrée 10 est reliée à travers le conden- sateur 15 à la grille de commande 16 du tube à vide 17. Ledit tube à vide 17 a sa cathode 18 mise à la terre en 19. L'anode 20 dudit tube est reliée, à travers la résistance de charge 21, à la borne 22, à laquelle est reliée d'autre part la borne posi- tive d'une source convenable de tension d'anode. Partant de la borne 22, la résistance de chute de tension 24 aboutit à la ter- re.
Le curseur 25 coopère avec la résistance 24 et est relié à travers la résistance 26, de manière à commander la pola- risation de la grille 16.
L'anode 20 est reliée par la connexion 27 à la grille de commande 28 de l'amplificateur 29. La cathode 30 dudit ampli- ficateur 29 est reliée au curseur 31 d'une résistance potentio- métrique 32 montée entre la terre et lé point de jonction 33. Le condensateur 34 shunte la résistance 32. Le point de jonction 33 est relié à travers la résistance de chute de tension 35 à la borne positive de courant d'anode 22. L'anode 36 de l'amplifica-
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teur 29 est reliée à travers la, résistance de chute de tension 37 à la borne positive de ladite source 22.
La connexion 38 part de l'anode 36 de l'amplifica- teur 29 et aboutit à la borne de sortie 39. La borne 40, mise à la terre, constitue l'autre borne de sortie.
En pratique, les tubes 17 et 29 peuvent former en- semble les deux sections d'un tube à vide unique. Par exemple, on peut utiliser des amplificateurs à trois électrodes simples, tels que les types 6SN7GT, 6SL7GT et 6j6. D'autres types de tu- bes pourraient être également utilisés.
Le condensateur d'arrêt d'entrée 15 doit avoir, de préférence, une faible capacité. Ainsi, ledit condensateur peut avoir une gamme de valeurs comprises entre 10 et 50 F La gamme de valeurs et les valeurs extrêmes dépendent naturellement de l'inclinaison des flancs de l'impulsion-porte, de la fré- quence de récurrence des impulsions de déclenchement et des ca- pacités réparties des différents éléments par rapport à la ter- re.
La résistance de grille 26 a, de préférence, une va- leur élevée dans la gamme des valeurs utilisées habituellement pour de telles résistances. Par exemple, la résistance 26 peut être comprise entre 1 et 10 mégohms. La valeur de la résistance 24 est sans importance, entre de larges limites. La résistance 24 et le curseur 25 forment ensemble ,un potentiomètre assurant une polarisation positive convenable pour la grille de commande 16.
En choisissant la valeur de la résistance 24 petite par rapport à celle de la résistance 26, il est possible de né- gliger la résistance 24 et de calculer, de façon simple, la lar- geur de l'impulsion-porte. par exemple, la résistance 24 peut avoir une valeur comprise entre 100.000 et 500.000 ohms.
Les valeurs des résistances 21 et 37 peuvent varier
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entre de larges limites et, en général, dépendent des caracté- ristiques des tubes 17 et 29, du potentiel d'anode, de l'ampli- tude désirée des "impulsions-porte" et d'autres facteurs. En général, lesdites résistances peuvent être les résistances de charge habituelles des circuits d'anode desdits tubes telles qu' elles sont déterminées par les caractéristiques du tube. On peut trouver des valeurs recommandées dans des tables qu'on peut se procurer aisément.
La combinaison des résistances 32 et 35 détermine la polarisation de la cathode 30, par rapport à la grille 28. En raison de la connexion directe entre l'anode 20 et la grille de commande 28, la cathode 30 doit être nécessairement polarisée à une valeur appréciable au-dessus du potentiel de la terre.
La grille de commande 16 du tube 17 est normalement polarisée positivement par rapport à la cathode, de sorte que le tube 17 est normalement conducteur. Le potentiel de l'anode 20 a donc une certaine valeur faible,'prédéterminée. Le curseur 31 est ajusté de telle façon que la cathode 30 est polarisée à une faible valeur négative par rapport à la grille de commande 28.
Dans ces conditions, le tube 29 est traversé par un certain cou- rant spatial.
On supposera qu'une impulsion positive abrupte, d'am- plitude convenable, est appliquée aux bornes d'entrée 10 et 11.
Ladite impulsion traverse le condensateur 15 et fait passer brus- quement le potentiel de la grille de commande 16 à une valeur po- sitive élevée. Le potentiel positif élevé de la grille 16 se tra- duit par le passage d'un courant de grille dans ledit tube. En fait, la résistance cathode-grille devient si faible que la con- stante de temps du circuit comportant le condensateur 15 devient négligeable. Le condensateur 15 se charge donc presque instan- tanément.
Comme représenté sur la figure 2, l'impulsion posi-
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tive de la courbe a fait va.rier le potentiel de la grille de com- mande 16 de la manière représentée par la courbe b. Le crochet positif correspond à l'application de l'impulsion à la grille de commande 16. La chute brusque indique la charge du condensateur
15. En appliquant une impulsion de déclenchement positive d'am- plitude suffisante, on peut amener le potentiel de la grille de commande 16 nettement au-dessous du niveau de coupure après la charge du condensateur 15. Lorsque le tube 17 est à la coupure, la constante de temps du circuit contenant le condensateur est modifiée. Le circuit comporte alors la résistance élevée 26, faisant partie du parcours de décharge.
La valeur de la résis- tance 26, en même temps que la valeur de la polarisation positive normalement présente sur la grille de commande 16, détermine la pente de la courbe de décharge correspondant à la tension aux ar- matures du condensateur 15.
Comme on le voit clairement par la courbe b, le ni- veau de polarisation positive normal indiqué en trait interrompu est ajusté à une position assez élevée au-dessus de la ligne de zéro, pour maintenir la courbe de décharge à un niveau convena- blement élevé. Ainsi, à l'instant où la courbe de décharge passe par le potentiel de coupure du tube, comme indiqué par la ligne en trait interrompu, la pente de ladite courbe est encore assez abrupte pour assurer une intersection à un angle appréciable avec la courbe de coupure sur l'axe des temps. Il doit être bien com- pris que le niveau de polarisation positive, comme représenté sur la courbe b, n'est jamais, en fait, atteint par la grille.
Dès que le potentiel de grille s'élève au-dessus de la polarisation zéro par rapport à la cathode, il tend à produire un courant et la chute à travers la résistance devient si importante qu'elle empêche effectivement toute autre augmentation de la polarisation de grille.
La chute brusque de polarisation de la grille de com-
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mande 16 au-dessous du niveau de coupure se traduit par une élé- vation brusque du potentiel de l'anode 20. Ladite élévation de potentiel est communiquée à la grille de oommande 28, comme re- présenté par la courbe C La grille 28 reste à un potentiel po- sitif élevé pendant le temps où le tube 17 est bloqué.
Le potentiel positif élevé de la grille de commande 28 du tube 29 se traduit par le passage d'un courant intense à travers le tube, de sorte que le potentiel de l'anode 36 tombe brusquement. En même temps, le courant intense traversant le tube 29 a pour effet une tendance à la variation de la polarisa- tion de cathode, en raison de la chute, à travers la partie in- férieure de la résistance 32, vers la terre. En fait, l'augmen- tation du courant spatial tend à élever le potentiel du curseur 31 par rapport à celui de la terre.
La combinaison de la résistance 32 et du condensa- teur 34 forme une certaine constante de temps qui tend à modifier l'effet de la cathode 30, en ce qui concerne les variations de potentiel. Il est clair que si la combinaison de 32 et de 34 a une constante de temps faible, le potentiel de la cathode 30, par rapport à la terre, varie rapidement lorsque le tube 29 est bloqué et débloqué brusquement. D'autre part, une constante de temps élevée tend à rendre la variation de potentiel de la cat- hode 30 par rapport à la terre relativement instable. Cette pro- priété est particulièrement vraie lorsque le tube 29 est bloqué.
En modifiant la position du curseur 31 sur la résis- tance 32, il est clair qu'on peut faire varier l'amplitude du signal de sortie. En outre,, l'effet de la constante de temps de la résistance 32 et'du condensateur 34 sur la cathode 30 varie.
La constante de temps elle-même reste invariable. Toutefois, la position du curseur 31 sur la résistance 32 détermine la propor- tion de la variation de tension aux bornes de la résistance 32 qui apparaît sur la cathode 30. Ainsi, la position du curseur
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31 sur la résistance 32 commande, non seulement l'amplitude du signal de sortie, mais encore la pente des flancs de la courbe de tension sur l'anode 36, comme représenté en d, en particulier celle du flanc arrière, lors d'une augmentation de potentiel.
Pour éliminer l'influence du curseur 31 sur l'ampli- tude, il est possible de rendre variable la résistance 35. De cette manière, en faisant varier la résistance 35 en même temps qu'on modifie la position du curseur 31, on peut maintenir con- stante la polarisation normale sur la cathode 30. Ainsi, par exemple, si le curseur 31 est déplacé de haut en bas vers la terre, le potentiel de la cathode 30 diminue normalement par rap- port à la terre. En même temps, toutefois, la résistance 35 peut être réduite à une valeur telle que le potentiel de polari- sation normal du curseur 31 soit augmenté pour compenser la chute précédemment mentionnée. Dans ce cas, la commande du temps d' extinction est indépendante de l'amplitude.
Il est évident, d'après ce qui précède, que l'inven- tion permet d'obtenir un générateur d'impulsions-porte simple et que, en vertu du nombre relativement petit d'éléments compo- sants et de la simplicité du système, celui-ci peut comporter des caractéristiques désirables.
Bien entendu, l'invention est susceptible de nombreu- ses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les appli- cations envisagées et sans s'écarter du domaine de ladite inven- tion.