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Montage amplificateur.
L'invention concerne un montage servant à amplifier des oscillations à haute fréquence ou à basse fréquence, dans lequel, les oscillations à amplifier sont appliquées à la grille d'un tube amplificateur, en particulier d'un tube de grande puis- sance, par exemple un tube d'émission. En général, un tel tube est réglé de manière qu'il ne soit pas le siège de courant de grille, car la charge variable que constituerait ce courant pour le circuit d'entrée provoquerait de la distorsion non linéaire et éventuellement de la distorsion de phase dans le circuit de la grille de commande.
Or, bien souvent, lorsque la tension de grille est main- tenue inférieure au point de naissance du courant de grille, le tube ne travaille pas à sa pleine puissance.
L'invention permet de porter le débit du tube à une va- leur telle que la grille de commande soit positive sans qu'il en
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résulte un courant de grille dans le circuit connecté à la grille de commande.
A cet effet on utilise, conformément à l'invention, un circuit auxiliaire commandé par une tension prélevée de l'une des oscillations à amplifier et l'on connecte ce circuit entre la grille et l'une des autres électrodes du tube amplificateur de manière que, pour chaque valeur de la tension de grille, le courant circulant dans ce tube de la grille vers la cathode ait la même valeur instantanée et le même sens due le courent qui traverse le circuit auxiliaire vers le tube amplificateur.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La fig.1 montre un schéma de principe et la fig.2, un schéma détaillé du montage conforme à l'invention, dans lequel le circuit auxiliaire comporte un tube électronique auxiliaire dont la grille est commandée par une tension prélevée des oscil- lations à amplifier.
Sur la fig.l, les oscillatiohs à amplifier sont appli- quées à, l'enroulement primaire d'un transformateur 1 qui com- porte deux enroulements secondaires 2 et 3. La tension obtenue aux bornes de l'enroulement 2 est appliquée à la grille d'un tube amplificateur 4, par exemple un tube d'émission d'un type quel- conque qui, pour simplifier le dessin, est ici une triode.
Le tube 4 est du type à grande puissance et, à pleine modulation, il est le siège de courant de grille. Or, ce cou- rant constitue une charge irrégulière de l'étage de commande précédent, non représenté sur le dessin.
Suivant l'invention, on utilise un tube auxiliaire 5, à la grille duquel on applique la tension obtenue aux bornes de l'enroulement 3, du transformateur 1; ce tube auxiliaire est
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en outre réglé, à l'aide des sources de tension 6 et 7, de manière que le courant de grille du tube 4 soit entièrement compensé par le courant anodique du tube auxiliaire. De ce fait, les dimensions du tube auxiliaire peuvent être beaucoup plus petites que dans les montages usuels qui comportent un étage am- plificateur intermédiaire.
Le calcul donné ci-après détermine les dimensions optima du tube auxiliaire. L'espace compris entre la grille et la catho- de du tube 4 peut être considéré comme une diode de pente Si et à point de coupure ul (par point de coupure, il y a lieu d'en- tendre la valeur de la tension de la diode pour laquelle le cou- rant dans la diode est nul). Le courant de grille i dans ce tube alors devient/il = Si (u-u1), u étant la tension prélevée de l'enrou- lement 2. Si la tension aux bornes de l'enroulement 3 est nu, la tension de polarisation 6, u2 et la pente du tube auxiliaire 5, S2, on a: i2 = S2 (nu-u2) + -.:.iL , expression dans laquelle ua est la tension d'anode et Ri la résistance interne du tube.
Or, ua = u3 - u - i2Ra, expression dans laquelle u3 est la tension de la source 7, tandis que Ra englobe toutes les résistances insérées dans le circuit du tube auxiliaire 5.
De plus, le tube 5 est réglé de manière qu'il ne soit jamais le siège de courant de grille, donc qu'il ne constitue pas une charge pour l'enroulement 3.
Si, l'enroulement 3 du transformateur n'est jamais le siège de courant quelle que soit la valeur de la tension d'en- trée u, on a, pour chaque valeur de u, il = i2, et donc
EMI3.1
SI (u ¯ ul) ¯ S2Ri Ou ¯ u2 ) + u3 ¯ u i + Ra
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En négligeant Ra par rapport à Ri, et u par rapport à S2Ri, on obtient donc:
EMI4.1
Si S2 = su n (Si l'on ne néglige pas les valeurs de Ra et de u, S2 doit être légèrement plus grand).
En outre, il y' a lieu de tenir compte d'une condition à laquelle doit satisfaire u2, à savoir que la tension de po- larisation du tube auxiliaire 5 doit être réglée de manière que ce tube soit tout juste le siège de courant au moment où du courant de grille prend naissance dans le tube amplificateur 4.
On voit aussi que lorsque la caractéristicue du courant de grille du tube 4 n'est pas rigoureusement linéaire (ce qui implique que S1 varie encore avec u), le tube auxiliaire 5 de- vrait accuser le même écart de la linéarité, ce qui s'obtient de manière connue à l'aide d'un tube à pente variable ou éventuel- lement d'un réglage de la contraction ou de l'expansion. Cepen- dant, en général, de telles dispositions sont superflues, et un tube auxiliaire du type usuel suffit pour éliminer le cou- rant de charge dans le transformateur 1.
Dans le schéma représenté sur la fig.2, qui est en fait un schéma plus détaillé du montage de principe représenté sur la fig.l, on a utilisé les mêmes chiffres de référence que sur la fig.l.
Des résistances 8, 9 et 10 et un condensateur de dé- couplage 11 servent à donner au tube auxiliaire le réglage requis et de plus, on a pris les dispositions nécessaires pour éviter l'auto-oscillation du montage.
Dans le montage spécifié, on utilise de nouveau une source 7 de tension constante; il est cependant possible aussi de relier à l'anode 4 du tube l'extrémité de la résistance 9 opposée à l'anode du tube 5.
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Cependant, dans ce cas, la tension appliquée au tube 5 doit être notablement plus élevée et la pente doit être plus grande, tandis que la compensation varie avec la charge du tube 4.
L'invention n'est nullement limitée aux exemples d'exécution représentés. C'est ainsi que le circuit auxiliaire peut être constitué par un tube auxiliaire incorporé dans le tube amplificateur, ce tube auxiliaire comportant une cathode, une anode et une électrode à émission secondaire dont les ten- sions de polarisation et le montage dans le circuit de grille du tube amplificateur sont choisis de manière que, pour chaque valeur de la tension de grille, le courant vers l'électrode à émission secondaire soit exactement égal au courant de grille du tube. amplificateur.
La fig.3 représente un montage basé sur ce principe.
Sur cette figure, dont les chiffres de référence correspondent de nouveau à ceux utilisés sur les figures précédentes, le cir- cuit auxiliaire 5 est constitué par la cellule redresseuse 12, la résistance 13 et la source de tension 14. La résistance 13 et la source de tension 14 ont des dimensions telles que, pour chaque valeur de la tension de grille du tube 4, la différence entre le courant affluant de la cathode de ce tube vers l'élec- trode à émission secondaire et le courant affluant de cette élec- trode 15 vers l'anode du tube 4, soit exactement égale au courant de grille du tube 4.
On peut aussi insérer un circuit auxiliaire entre la grille du tube amplificateur et l'anode de celui-ci, ou bien l'anode du tube auxiliaire si ce tube travaille dans une partie de sa caractéristique telle qu'à valeur croissante de la tension de grille, l'intensité du courant affluant vers l'anode diminue (ce qui implique que la pente de ce tube est négative).
La fig. 4 représente un tel montage. Dans un tube à pente négative, la tension de l'anode et celle de la grille de
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commande ont la même phases le circuit auxiliaire 5, de nouveau constitué par la cellule redresseuse 12, la résistance 13 et la source de tension 14 peut donc être dimensionné de manière que l'enroulement secondaire 2 du transformateur de sortie 1 ne soit pas le siège de courant.
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Amplifier assembly.
The invention relates to an arrangement for amplifying high-frequency or low-frequency oscillations, in which the oscillations to be amplified are applied to the gate of an amplifier tube, in particular of a high-power tube, by example an emission tube. In general, such a tube is adjusted so that it is not the seat of grid current, since the varying load that this current would constitute on the input circuit would cause nonlinear distortion and possibly phase distortion. in the control gate circuit.
However, very often, when the gate voltage is kept below the point of origin of the gate current, the tube does not work at its full power.
The invention makes it possible to bring the flow rate of the tube to a value such that the control grid is positive without affecting
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A gate current results in the circuit connected to the control gate.
For this purpose, according to the invention, an auxiliary circuit is used, controlled by a voltage taken from one of the oscillations to be amplified, and this circuit is connected between the gate and one of the other electrodes of the amplifier tube in such a manner. that, for each value of the grid voltage, the current flowing in this tube from the grid to the cathode has the same instantaneous value and the same direction due to the current which crosses the auxiliary circuit towards the amplifier tube.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the features which emerge both from the text and from the drawing, of course, forming part of the invention.
Fig. 1 shows a block diagram and Fig. 2 a detailed diagram of the assembly according to the invention, in which the auxiliary circuit comprises an auxiliary electronic tube, the gate of which is controlled by a voltage taken from the oscillations at amplify.
In fig.l, the oscillations to be amplified are applied to the primary winding of a transformer 1 which comprises two secondary windings 2 and 3. The voltage obtained at the terminals of winding 2 is applied to the grid of an amplifier tube 4, for example a transmission tube of any type which, to simplify the drawing, is here a triode.
Tube 4 is of the high power type and, at full modulation, it is the seat of the grid current. However, this current constitutes an irregular load of the preceding control stage, not shown in the drawing.
According to the invention, an auxiliary tube 5 is used, to the grid of which the voltage obtained at the terminals of the winding 3 of the transformer 1 is applied; this auxiliary tube is
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further adjusted, using the voltage sources 6 and 7, so that the grid current of the tube 4 is fully compensated by the anode current of the auxiliary tube. As a result, the dimensions of the auxiliary tube can be much smaller than in conventional arrangements which include an intermediate amplifier stage.
The calculation given below determines the optimum dimensions of the auxiliary tube. The space between the grid and the cathode of tube 4 can be considered as a diode with slope Si and with cut-off point ul (by cut-off point, the value of the voltage should be understood of the diode for which the current in the diode is zero). The gate current i in this tube then becomes / il = Si (u-u1), u being the voltage taken from winding 2. If the voltage across the terminals of winding 3 is bare, the bias voltage 6, u2 and the slope of the auxiliary tube 5, S2, we have: i2 = S2 (nu-u2) + -.:.iL, expression in which ua is the anode voltage and Ri the internal resistance of the tube.
However, ua = u3 - u - i2Ra, expression in which u3 is the voltage of the source 7, while Ra includes all the resistors inserted in the circuit of the auxiliary tube 5.
In addition, tube 5 is adjusted so that it is never the seat of the grid current, so that it does not constitute a load for winding 3.
If the winding 3 of the transformer is never the seat of current whatever the value of the input voltage u, we have, for each value of u, il = i2, and therefore
EMI3.1
IF (u ¯ ul) ¯ S2Ri Or ¯ u2) + u3 ¯ u i + Ra
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By neglecting Ra with respect to Ri, and u with respect to S2Ri, we thus obtain:
EMI4.1
If S2 = su n (If we do not neglect the values of Ra and u, S2 must be slightly larger).
In addition, account must be taken of a condition which u2 must satisfy, namely that the polarization voltage of the auxiliary tube 5 must be adjusted so that this tube is just the seat of current at the top. moment when gate current arises in the amplifier tube 4.
We also see that when the characteristic of the grid current of tube 4 is not strictly linear (which implies that S1 still varies with u), auxiliary tube 5 should show the same deviation from linearity, which s 'obtained in a known manner with the aid of a tube with a variable slope or possibly an adjustment of the contraction or the expansion. However, in general, such arrangements are superfluous, and an auxiliary tube of the usual type suffices to eliminate the load current in the transformer 1.
In the diagram shown in fig.2, which is in fact a more detailed diagram of the basic assembly shown in fig.l, the same reference numbers have been used as in fig.l.
Resistors 8, 9 and 10 and a decoupling capacitor 11 serve to give the auxiliary tube the required adjustment and in addition, the necessary arrangements have been made to prevent self-oscillation of the assembly.
In the assembly specified, a constant voltage source 7 is again used; However, it is also possible to connect the end of resistor 9 opposite to the anode of tube 5 to the anode 4 of the tube.
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However, in this case the voltage applied to tube 5 must be significantly higher and the slope must be greater, while the compensation varies with the load on tube 4.
The invention is in no way limited to the embodiments shown. Thus, the auxiliary circuit can be constituted by an auxiliary tube incorporated in the amplifier tube, this auxiliary tube comprising a cathode, an anode and a secondary emission electrode, the polarization voltages of which and the mounting in the circuit. gate of the amplifier tube are chosen so that, for each value of the gate voltage, the current to the secondary emission electrode is exactly equal to the gate current of the tube. amplifier.
Fig. 3 shows an assembly based on this principle.
In this figure, the reference figures of which again correspond to those used in the preceding figures, the auxiliary circuit 5 is constituted by the rectifying cell 12, the resistor 13 and the voltage source 14. The resistor 13 and the source voltage 14 have dimensions such that, for each value of the grid voltage of the tube 4, the difference between the current flowing from the cathode of this tube to the secondary emission electrode and the current flowing from this electrode. trode 15 to the anode of tube 4, i.e. exactly equal to the grid current of tube 4.
It is also possible to insert an auxiliary circuit between the grid of the amplifier tube and the anode of the latter, or the anode of the auxiliary tube if this tube works in part of its characteristic such as at increasing value of the voltage of grid, the intensity of the current flowing towards the anode decreases (which implies that the slope of this tube is negative).
Fig. 4 shows such an assembly. In a negative slope tube, the voltage of the anode and that of the
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control have the same phases the auxiliary circuit 5, again constituted by the rectifier cell 12, the resistor 13 and the voltage source 14 can therefore be dimensioned so that the secondary winding 2 of the output transformer 1 is not the seat current.