CH116697A - Amplifier device for electrical oscillations. - Google Patents

Amplifier device for electrical oscillations.

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CH116697A
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bridge
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tube
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French (fr)
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Limited Marconi S Wire Company
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Marconi Wireless Telegraph Co
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Description

  

  Dispositif     amplificateur        d'oscillations        électriques.       L'invention se rapporte à un dispositif  amplificateur d'oscillations électriques à tubes  pour oscillations à haute fréquence. Elle est  applicable en particulier aux dispositifs am  plificateurs fonctionnant avec des fréquences  de l'ordre de 3000     hilocycles    par seconde ou  plus; par exemple à ceux qui sont destinés  à fonctionner comme générateurs à commande  séparée.  



  Les installations actuelles de télégraphie  ou téléphonie sans fil comportent en général  un grand tube, ou générateur à grande puis  sance, commandé par     nu    générateur plus  petit, et quelquefois un générateur encore  plus petit, commandant le précédent; le géné  rateur à grande puissance. peut donc être  commandé par un tube de faible puissance.  



  Des dispositifs électrostatiques ou électro  magnétiques ont été imaginés pour que la  fréquence des deux tubes concorde exactement;  ces dispositifs fonctionnent parfaitement bien  quand les ondes à transmettre mesurent plu  sieurs centaines de mètres; mais le réglage  en devient de plus en plus     difficile    au fur    et à mesure que la longueur d'onde diminue  Le but principal de l'invention est d'éliminer  cette difficulté.  



  Dans le dispositif selon l'invention, la  capacité entre grille et anode d'un tube est  placée dans l'un des côtés d'une sorte de  pont de Wheatstone, dont les trois autres  côtés comportent des condensateurs; la capa  cité de chacun de ceux-ci étant de préférence  égale à celle qui existe entre l'anode et la  grille du tube.  



  L'une des diagonales de cette sorte de  pont est formée par un circuit oscillant de  commande relié à la grille du tube, et l'autre  par un circuit oscillant de puissance relié à  l'anode du même tube. Ces deux circuits  sont disposés symétriquement par rapport à  la terre.  



  L'invention repose sur cette observation  qui a été faite     qu'une    indépendance complète  des deux circuits constituant les diagonales  du pont n'est obtenue qu'au cas où les cir  cuits de grille et de puissance sont symétri  ques par rapport à la terre, comme cela a      lieu lorsque les     capacités    de ces branches  sont pratiquement égales.  



  Si l'on emploie deux     tubes;    la capacité  du second peut être disposée dans la branche  du pont qui est opposée à la branche con  tenant celle du premier tube, les anodes des  deux tubes étant reliées à deux     sommets     opposés du     polit.     



  De petits condensateurs réglables peuvent  être disposés entre les anodes et les grilles  des deux tubes, dans le but de permettre     titi     réglage facile et exact des capacités des  quatre branches du pont, capacités qui doivent  être égales.  



  Le dessin annexé représente à titre d'exem  ple en     fig.    1, un schéma d'un dispositif selon  l'invention, ainsi qu'une variante     (fig.    2).  



  Dans la     fig.    1, A, G et     F    désignent res  pectivement l'anode, la grille et le     filament          d'rrrr    tube. La capacité constituée par A et  G est intercalée sur l'un des côtés d'une  sorte de pont de Wheatstone dont les trois  autres côtés comportent chacun une capacité  Ci,     C-    et     C3    sensiblement égale à celle entre       .1    et G.

   Les résistances de ces quatre côtés,  résistances qui doivent aussi être sensiblement       égales.    peuvent être     ajustées        ait        moyen    de       résistances    réglables<B>ri,</B>     r2,        r3    et     r4.    Un petit  condensateur     n    dont la capacité est sensible  ment la même que celle qui existe entre la  grille G et le filament     F    est intercalé entre  le point commun à Cl et<B>0'</B> et la terre.

   Le  circuit oscillant relié     ait        circuit    de la grille  du tube commandé est branché aux points  3 et 4, tandis que celui qui est relié     ait    cir  cuit d'anode est branché aux points 1 et 2.  



  Ce dernier circuit oscillant comporte des  inductances     Ll    et     L2    et, en parallèle avec  celles-ci, des condensateurs en série, réglables,  K' et     1i2,    reliés à la terre par leur, point  commun, comme de coutume; le pôle positif  d'une source de courant continu à haute  tension est reliée     ait    point X se trouvant       entre    les inductances     Ll    et     L2.     



  Le premier circuit oscillant comprend  une inductance     V    et des condensateurs     cri     série réglables RI et     R2,    ces derniers étant  en parallèle avec l'inductance     V    et reliés à    la terre par     leur    point     commun;    il comprend  enfin deux résistances en série     j1"    et     T1'2,     également en parallèle avec     V    et reliées par  leur point commun     a,    un autre condensateur  Z et à une batterie B fournissant à la grille  du tube récepteur le potentiel négatif voulu.  <I>Z et B</I> sont reliés d'autre part à la terre.  



  L'inductance T' est reliée au circuit de  puissance d'un oscillateur de commande, non  représenté sur la     figure    et cela selon l'un  des schémas usuels.  



  Si l'on envisage le circuit oscillant com  posé de l'inductance     V    et des capacités R'  et     R2    comme     titi    simple circuit de     synthoni-          sation,    les capacités RI et     R2    peuvent être  considérées     comme    de simples capacités de       synthonisation    dont le point médian est mis  à la terre.

   L'anode A du tube est     connectée,     par     titi    autre circuit oscillant composé     des     inductances     Ll    et     L2    et des capacités<B>El</B> et       1i2,        ait    positif de la haute tension.  



  Les inductances L' et     L2    peuvent être  envisagées     comme    une simple     inductance,    et  les capacités     Kl    et     h'        comme    de simples  capacités de     synthonisation    dont le point  médian est mis à la terre, le point médian de       1\inductance    étant connecté     ait    positif de la  haute tension.  



  Le circuit de grille et le circuit d'anode  devraient être     cornplètenrent    découplés. Mais  en fait, ils sont couplés au travers de la  capacité existant entre la grille G et l'anode  A; il est par suite nécessaire de prévoir des  moyens pour neutraliser ce couplage. Selon  l'invention on y parvient comme suit       L'inductance        formée    par<I>L'</I> et     L=    est  divisée en     titi    point X en deux parties telles  que les     chutes    de tension de ces deux parties  soient égales, et ce point X est connecté     ait     positif de la haute tension.  



  L'extrémité de l'inductance L' est con  nectée à la grille au travers d'une capacité       C3    de telle façon que le voltage     transmis    de  l'anode A à la grille G par     effet    de la capa  cité entre lesdites électrodes soit égal et  opposé au voltage transmis au travers de la  capacité     C3.              Comme    on le sait, seule une capacité  théoriquement parfaite n'a pas de composante  de courant en phase; les condensateurs usuels       consomment    au contraire de la puissance,  c'est-à-dire que le courant qui les traverse  a une petite composante en phase;

   ils peuvent  donc être représentés par une capacité     théo-          riquement    parfaite en série avec une résistance  parfaite également.     Daus    le but d'équilibrer  ces imperfections des condensateurs d'équili  brage, et dans le but de compenser des  variations de résistance des lignes, de petites  résistances     r',        r2,        r3    et     r4    ont donc été pré  vues en série avec les capacités c',     c2    et     c3     et avec celle existant entre la grille et l'anode.  



  Si l'on néglige un moment les mises à la  terre, l'analogie avec un pont de Wheatstone  est parfaite, c'est-à-dire que les     différences     de potentiel se produisant entre les points 3  et 4 ne créent aucune variation de tension  entre les points 1 et 2. Mais on voit que le  pont, considéré dans son ensemble, pourrait  avoir un potentiel oscillant par rapport à la  terre; dans ce cas, quoique le pont soit équi  libré par rapport à ses côtés, des     variations     entre 3 et 4 peuvent créer des tensions entre  1 et 2.

   On     a,    trouvé que cet inconvénient  peut être éliminé en mettant à la terre le  point médian entre les condensateurs     IL'    et       K2    et celui ente e les condensateurs C' et     C,     ce dernier au travers d'une capacité<B>ri</B> qui  est égale à la capacité entre la grille et le  filament     l'    du tube. Le point médian entre  les condensateurs     R'    et     B2    est aussi mis à  la terre comme celui entre les résistances  <B>lui</B> et     io2,    ce     dernier    au travers d'un conden  sateur Z en parallèle avec la batterie B.  



  Selon     fig.    1, on voit que le     condensateur          C2    est en parallèle avec le condensateur     K2     et que le condensateur C' est en parallèle  avec le condensateur     K',    on peut donc ima  giner deux condensateurs dont les capacités  seraient respectivement     C'-I-g'    et     C2        ;

  -K2     branchés en série et remplaçant les quatre  condensateurs<I>C',</I>     C2,        K'    et     g2,    le premier  branché entre 2 et 3 et en série avec     r',    le  second entre 3 et 1 et en série avec     r2.       Les deux inductances L' et     L2    pourraient  d'autre part être variables.  



  La     fig.    2 montre une variante dans la  quelle les     condensateurs    02 et     n    de     fig.    1  sont remplacés respectivement par les capa  cités anode-grille et grille-cathode d'un second  tube. Dans cette variante, la condition d'équi  librage du pont de Wheatstone est maintenue;  l'emploi de deux tubes permet d'utiliser une  puissance double.

   Il est évident que dans ce  dispositif, des courants dans le circuit de  puissance ne produisent aucun courant dans  le circuit de grille et que la     synthonisation     des circuits de grille n'est pas non plus  affectée par la mise à la terre d'une partie       quelconque    du circuit de puissance, ou par  une modification de sa capacité électrostati  que par rapport à la terre.  



  On peut utiliser un certain nombre d'am  plificateurs en cascade, ce qui permet de  maintenir un     générateur    de grande puissance  constamment en fréquence au moyen d'un  oscillateur de commande de dimensions tout  à fait réduites. On a trouvé qu'il est possible  de commander à l'aide de deux dispositifs  semblables à celui qui vient d'être décrit un  transmetteur de 25 kilowatts et de 25 mètres  au moyen d'un oscillateur de commande de  100 watts, et. cela de façon absolument satis  faisante.  



  Ledit dispositif     petit    être utilisé aussi  pour la réception d'ondes courtes. Une ampli  fication à haute fréquence très bonne et très  stable a été même obtenue par ce moyen  avec des tubes de réception     .normaux    lors de  la réception d'une onde de 6 mètres.  



  Les inductances L' et     L2    et les conden  sateurs     K'    et     .K2    ont été     figurés    séparés;  mais il va sans dire qu'il peut s'agir d'une  inductance unique à prise centrale et d'un  ensemble formé de deux condensateurs varia  bles couplés.



  Amplifier device for electrical oscillations. The invention relates to an amplifier device of electrical oscillations with tubes for high frequency oscillations. It is applicable in particular to amplifying devices operating with frequencies of the order of 3000 hilocycles per second or more; for example to those which are intended to function as generators with separate control.



  Current wireless telegraphy or telephony installations generally include a large tube, or high power generator, controlled by a smaller generator, and sometimes an even smaller generator, controlling the previous one; the high power generator. can therefore be controlled by a low power tube.



  Electrostatic or electromagnetic devices have been devised so that the frequency of the two tubes matches exactly; these devices work perfectly well when the waves to be transmitted measure more than hundreds of meters; but the adjustment becomes more and more difficult as the wavelength decreases. The main object of the invention is to eliminate this difficulty.



  In the device according to the invention, the capacitance between the grid and the anode of a tube is placed in one of the sides of a kind of Wheatstone bridge, the other three sides of which have capacitors; the capacity of each of these preferably being equal to that which exists between the anode and the grid of the tube.



  One of the diagonals of this kind of bridge is formed by an oscillating control circuit connected to the grid of the tube, and the other by an oscillating power circuit connected to the anode of the same tube. These two circuits are arranged symmetrically with respect to the earth.



  The invention is based on this observation which has been made that complete independence of the two circuits constituting the diagonals of the bridge is obtained only in the case where the grid and power circuits are symmetrical with respect to the earth, as happens when the capacities of these branches are practically equal.



  If two tubes are used; the capacity of the second can be arranged in the branch of the bridge which is opposite to the branch containing that of the first tube, the anodes of the two tubes being connected to two opposite vertices of the polish.



  Small adjustable capacitors can be placed between the anodes and the grids of the two tubes, in order to allow easy and exact adjustment of the capacities of the four branches of the bridge, capacities which must be equal.



  The accompanying drawing shows by way of example in FIG. 1, a diagram of a device according to the invention, as well as a variant (FIG. 2).



  In fig. 1, A, G and F denote the anode, the grid and the tube filament respectively. The capacitor formed by A and G is interposed on one of the sides of a kind of Wheatstone bridge, the other three sides of which each have a capacitor Ci, C- and C3 substantially equal to that between .1 and G.

   The resistances of these four sides, resistances which must also be approximately equal. can be adjusted by means of adjustable resistors <B> ri, </B> r2, r3 and r4. A small capacitor n whose capacity is appreciably the same as that which exists between the grid G and the filament F is interposed between the point common to Cl and <B> 0 '</B> and the earth.

   The oscillating circuit connected to the grid circuit of the controlled tube is connected to points 3 and 4, while that which is connected to the anode circuit is connected to points 1 and 2.



  This latter oscillating circuit comprises inductors L1 and L2 and, in parallel with them, series capacitors, adjustable, K 'and 1i2, connected to earth by their common point, as usual; the positive pole of a high voltage direct current source is connected to point X located between the inductors L1 and L2.



  The first oscillating circuit comprises an inductor V and adjustable series Cree capacitors RI and R2, the latter being in parallel with the inductor V and connected to earth by their common point; it finally comprises two resistors in series j1 "and T1'2, also in parallel with V and connected by their common point a, another capacitor Z and to a battery B supplying the grid of the receiving tube with the desired negative potential. <I > Z and B </I> are also connected to the earth.



  The inductance T 'is connected to the power circuit of a control oscillator, not shown in the figure and this according to one of the usual diagrams.



  If we consider the oscillating circuit made up of the inductance V and the capacitors R 'and R2 as a simple synthesizing circuit, the capacitors RI and R2 can be considered as simple tuning capacitors whose midpoint is grounded.

   The anode A of the tube is connected, by another oscillating circuit composed of the inductors L1 and L2 and the capacitors <B> El </B> and 1i2, to the positive of the high voltage.



  The inductors L 'and L2 can be considered as a simple inductance, and the capacities K1 and h' as simple tuning capacities whose midpoint is grounded, the midpoint of the inductance being connected to the positive of the high tension.



  The gate circuit and the anode circuit should be completely decoupled. But in fact, they are coupled through the capacitance existing between the gate G and the anode A; it is therefore necessary to provide means to neutralize this coupling. According to the invention, this is achieved as follows: The inductance formed by <I> L '</I> and L = is divided into titi point X into two parts such that the voltage drops of these two parts are equal, and this point X is connected to positive high voltage.



  The end of the inductance L 'is connected to the grid through a capacitor C3 such that the voltage transmitted from the anode A to the grid G by the effect of the capacitance between said electrodes is equal to and opposite to the voltage transmitted through the capacitor C3. As we know, only a theoretically perfect capacitor does not have an in-phase current component; conventional capacitors, on the contrary, consume power, that is to say that the current flowing through them has a small in-phase component;

   they can therefore be represented by a theoretically perfect capacitance in series with perfect resistance as well. Due to the goal of balancing these imperfections of the balancing capacitors, and in order to compensate for variations in resistance of the lines, small resistors r ', r2, r3 and r4 have therefore been planned in series with the capacitors c ', c2 and c3 and with that existing between the grid and the anode.



  If we neglect for a moment the groundings, the analogy with a Wheatstone bridge is perfect, that is to say that the potential differences occurring between points 3 and 4 do not create any voltage variation between points 1 and 2. But we see that the bridge, considered as a whole, could have an oscillating potential with respect to the earth; in this case, although the bridge is balanced with respect to its sides, variations between 3 and 4 can create tensions between 1 and 2.

   It has been found that this drawback can be eliminated by grounding the midpoint between the capacitors IL 'and K2 and that between the capacitors C' and C, the latter through a capacitor <B> ri </ B> which is equal to the capacity between the grid and the filament of the tube. The midpoint between capacitors R 'and B2 is also earthed like that between resistors <B> lui </B> and io2, the latter through a capacitor Z in parallel with battery B.



  According to fig. 1, we see that the capacitor C2 is in parallel with the capacitor K2 and that the capacitor C 'is in parallel with the capacitor K', we can therefore imagine two capacitors whose capacities would be respectively C'-I-g 'and C2;

  -K2 connected in series and replacing the four capacitors <I> C ', </I> C2, K' and g2, the first connected between 2 and 3 and in series with r ', the second between 3 and 1 and in series with r2. The two inductances L 'and L2 could on the other hand be variable.



  Fig. 2 shows a variant in which the capacitors 02 and n of FIG. 1 are replaced respectively by the anode-grid and grid-cathode capacities of a second tube. In this variant, the condition of balancing the Wheatstone bridge is maintained; the use of two tubes allows the use of double power.

   It is obvious that in this device, currents in the power circuit do not produce any current in the gate circuit, and the tuning of the gate circuits is also not affected by the grounding of any part. of the power circuit, or by a modification of its electrostatic capacity with respect to the earth.



  A certain number of amplifiers can be used in cascade, which makes it possible to maintain a high-power generator constantly in frequency by means of a control oscillator of quite small dimensions. It has been found that it is possible to control using two devices similar to that just described a 25 kilowatt and 25 meter transmitter by means of a 100 watt control oscillator, and. this in an absolutely satisfying way.



  Said device can also be used for the reception of short waves. Very good and very stable high frequency amplification was even obtained by this means with normal receiving tubes when receiving a 6 meter wave.



  The inductors L 'and L2 and the capacitors K' and .K2 have been shown to be separate; but it goes without saying that it can be a question of a single inductor with central tap and of an assembly formed of two variable capacitors coupled.

 

Claims (1)

REVENDICATION Dispositif amplificateur d'oscillations élec triques à tubes pour oscillations à haute fréquence, caractérisé par au moins un pont du genre de Wheatstone, dont l'un au moins des côtés renferme la capacité grille-anode d'un tube électronique, dont les autres côtés renferment des capacités et des résistances du même ordre de grandeur que celles du premier côté et dont les sommets opposés sont reliés respectivement à un circuit os cillant relié à la grille et à un circuit os cillant relié à l'anode dudit tube, le tout étant arrangé de façon à obtenir la symétrie dudit pont par rapport à la terre en vue de prévenir des oscillations parasites dans le pont même. CLAIM Electric tube oscillations amplifier device for high frequency oscillations, characterized by at least one Wheatstone-type bridge, at least one of the sides of which contains the grid-anode capacitance of an electron tube, the others of which sides contain capacitors and resistances of the same order of magnitude as those of the first side and whose opposite vertices are respectively connected to a winking bone circuit connected to the grid and to a winking bone circuit connected to the anode of said tube, all being arranged so as to obtain the symmetry of said bridge with respect to the earth in order to prevent parasitic oscillations in the bridge itself. SOUS-REVEN DICATIO@ S 1 Dispositif selon la revendication, caracté risé eu ce que les capacités des quatre côtés du pont sont pratiquement égales. 2 Dispositif selon la revendication, caracté risé cri ce que la capacité grille-anode d'un second tube est placée dans un deuxième côté du pont. 3 Dispositif selon la revendication, caracté risé en ce que les côtés du pont sont munis de résistances d'égalisation. 4 Dispositif selon la revendication, caracté risé par la combinaison de plusieurs ponts disposés en cascade. SUB-REVEN DICATIO @ S 1 Device according to claim, character ized that the capacities of the four sides of the bridge are practically equal. 2 Device according to claim, character ized cry that the grid-anode capacitor of a second tube is placed in a second side of the bridge. 3 Device according to claim, character ized in that the sides of the bridge are provided with equalization resistors. 4 Device according to claim, character ized by the combination of several bridges arranged in cascade.
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