Dispositif à tubes thermioniques. La présente invention se rapporte à un dispositif à tubes thermioniques qui sera. ap- pè-lé ici appareil amplificateur de courants alternatifs, bien que, comme on le verra plus loin, .les dispositions conformes à.la présente invention ne soient pas à strictement parler des amplificateurs. Cette expression est uti lisée malgré cela par raison de simplicité et parce qu'il n'existe pas d'expression concise définissant exactement des couplages selon la présente invention.
L'invention est d'application générale, mais il est probable que son application la plus importante se trouve dans les amplifica teurs (comme on les appelle ici) d'oscillations provenant d'un oscillateur principal, pour l'emploi dans un émetteur radioélectrique ou autre. Par raison de commodité, dans la des cription qui suit, l'invention sera principa lement décrite en référence à une telle appli cation. Au début déjà du développement des émetteurs radioélectriques à onde porteuse, on a commencé à utiliser le type -de commande de fréquence de l'onde porteuse dit indépen dant.
Dans les dispositions de ce type, on uti lisait un oscillateur principal ayant son cir cuit accordé déterminant sa fréquence propre et les oscillations provenant de cet oscillateur étaient communiquées .directement à la grille d'un tube commandé ou étaient amplifiées un nombre désiré de fois par un nombre désiré d'amplificateurs haute fréquence accordés, avant d'être émises.
Afin d'obtenir un ren dement d'anode élevé, l'usage commença à être adopté de disposer au moins l'étage final amplificateur à tube thermionique accordé de telle façon qu'il fonctionne comme un ampli ficateur dit de la classe C, c'est-à-dire que l'amplificateur final était disposé effective ment pour recevoir des impulsions seulement par les pointes positives des ondes de tension sinusoïdales produites dans le circuit accordé de l'amplificateur précédent, la. sortie de l'amplificateur final étant néanmoins ap proximativement sinusoïdale en raison de l'action du circuit accordé sur son circuit d'anode.
Dans une telle disposition, les pul sations de courant de grille dans le circuit de grille de l'étage amplificateur final sont des impulsions en forme de courtes pointes espacées dans le temps, de quantité régulière dépendant de la fréquence; ces impulsions sont transformées par le tube final en pulsa tions de courant d'anode de même espacement. Ces pulsations de courant d'anode donnent naissance à des ondes de tension approxima tivement sinusoïdales dans le circuit accordé fermé, dans le circuit d'anode, en vertu de l'action "de volant" du circuit accordé et les ondes de tension correspondantes dans l'an tenne ou autre circuit de charge sont. rendues même plus sensiblement sinusoïdales si ce cir cuit est de nature résonante et accordé sur la même longueur d'onde.
La présente invention a pour but de per mettre de se dispenser de l'emploi, aupara vant trouvé nécessaire dans des circuits pra tiquement excellents, d'un ou plusieurs étages ,de tubes accordés réagissant par résonance entre une source d'oscillations (telle qu'un oscillateur principal) et un étage final ayant son propre circuit accordé de détermination -de fréquence ou autre circuit équivalent. De cette façon, les moyens jadis prévus pour ac corder l'étage ou les étages se trouvant entre une source de courant alternatif et un étage qui a son propre circuit accordé "volant" ou circuit équivalent et qui doit être "com- mandé" par cette source, sont supprimés.
En d'autres termes, l'invention permet d'em ployer un oscillateur principal ou autre source de courant alternatif pour "comman der" un étage de tubes résonant au moyen d'un ou plusieurs étages réagissant à des im pulsions ou apériodiques.
Il doit être entendu que l'invention n'est pas limitée aux émetteurs utilisant des oir- cuits fermés séparés et d'antenne (ou autre charge), pour que l'invention soit applicable au cas où une antenne est directement couplée à l'étage qui l'alimente, par exemple au cas <B>OÙ</B> l'antenne est branchée sur une bobine daii le circuit d'anode de cet éta--e. Dans ce cas, cet étage a encore réellement son propre cir cuit "volant" accordé,
parce que la capacité de l'antenne à la terre peul- être considérée comme constituant le condensateur d'un cir cuit fermé dans le circuit d'anode de cet étage.
Une dispositions uivant l'invention, comme on .le remarquera, n'est pas au sens strict du mot un amplificateur. parce due l'étage ou les étages intermédiaires entre la source et l'étage final commandé ne répètent pas les oscillations sinusoïdales de la source, mais produisent simplement des impulsions ou "coups de fouet" qui sont transmis à l'étage commandé qui alors oscille en synchronisme (soit avec. la fréquence fondamentale, soit à une fréquence harmonique de celle-ci, comme on l'expliquera plus loin).
Les termes "im- pulsion" et .,apériodique" tels qu'employés dans la présente description sont utilisés pour distinguer l'invention des dispositions con nues usuelles dans lesquelles tous les étages individuels sont accordés. en sorte que chaque étage produit une onde de tension de sortie plus ou moins sinusoïdale.
Les avantages pratiques qui peuvent être obtenus grâce à. la, présente invention sont notables. L'emploi d'une série d'étages accor dés entre un oscillateur principal et un étage commandé final implique une dépense et une complication considérables, plus particulière ment lorsque l'appareil constitue une partie d'un émetteur radioélectrique dont la fré quence de travail doit être changée de temps en temps. Dans un tel cas. l'accord de tous les différents circuit: accordés doit être réglé exactement à. chaque changement de fré quence.
Si un tel réglage doit être effectué en réglant des réactances variables disposées dans les circuits accordés, le temps nécessité pour l'opération de changement de fréquence est si considérable qu'il est souvent regardé comme préférable de faire la dépense de pré voir une série de circuits accordés réglés d'avance ou au moins d:, réactances réglées d'avance, en sorte que -le changement d'une longueur d'onde à une autre puisse être fait rapidement en actionnant des commutateurs. Cela., naturellement, implique une dépense supplémentaire.
La. présente invention per met de se dispenser d'avoir les circuits accor dés que l'on pensait jusqu'ici nécessaires dans l'étage ou les étages intermédiaires et elle permet d'éviter les difficultés et dépenses signalées.
On désigne en radiotechnique sous le nom d'amplificateurs de la classe B des amplifi cateurs dans lesquels une seule alternance de la tension d'attaque contribue à. la formation des variations du courant d'anode, lesquelles sont uniquement constituées de demi-sinu- soïdes (en supposant le courant d'attaque sinusoïdal).
Ces conditions sont réalisées en utilisant une polarisation négative de grille Tr telle que le courant d'anode soit pratiquement nul lorsqu'aucune tension alternative d'atta que n'est appliquée à la grille, c'est-à-dire en utilisant comme polarisation ZT la polarisa tion de blocage pour la tension E appliquée à l'anode. Pour les amplificateurs de cette
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classe, <SEP> on <SEP> a <SEP> donc <SEP> la <SEP> relation <SEP> <I>ZT <SEP> = <SEP> # <SEP> ,</I> <SEP> <B>k</B> <SEP> étant le coefficient d'amplification statique.
On désigne sous le nom d'amplificateurs de la. classe C des amplificateurs pour les quels une partie seulement de l'alternance la moins négative de l'attaque de grille contri bue à former le courant de plaque. Dans ces amplificateurs, on règle en général la. pola-
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risation <SEP> de <SEP> grille <SEP> Ü <SEP> à <SEP> la <SEP> valeur <SEP> Ü <SEP> 2 <SEP> .E
<tb> = <SEP> k en employant les notations précédentes. La grille peut devenir très positive.
Selon la présente invention, un tube am plificateur, qui est disposé de façon à fonc tionner comme un amplificateur de la classe C ou comme un amplificateur de la classe B et ayant son propre circuit "volant" dans le quel il débite, est commandé à partir d'une source d'oscillation, par des moyens compre nant un circuit inductif normalement conduc teur conduisant un courant et connecté de telle façon que la réduction soudaine ou la cessation de ce courant fait que ledit ampli ficateur devient conducteur, -des moyens étant prévus pour effectuer une telle réduction ou cessation périodiquement à une fréquence dé terminée par la fréquence de ladite source d'oscillations.
Il n'est pas nécessaire que l'étage ampli ficateur ou commandé final soit résonant à la même fréquence que la source; parce que si les moyens de couplage entre la source et l'am plificateur sont convenablement disposés, il peut être produit deux pulsations pour une onde complète -de la source et, en conséquence, cet amplificateur peut être résonant à une fréquence double de celle de la source.
Le dessin annexé représente, schématique ment et à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 représente schématiquement une forme d'exécution dans laquelle la fréquence de la source est doublée dans l'étage com mandé final; dans cet exemple, une source d'oscillations sinusoïdales à courant alterna tif, par exemple l'oscillateur principal d'un émetteur radioélectrique, est constituée par un tube 1 dont le circuit anode-cathode com prend un circuit accordé parallèle 2, 3 comme d'ordinaire, la haute tension nécessaire venant d'une source 4 étant reçue par l'anode 5 du tube 1 par l'intermédiaire d'une self 6,
d'une résistance 9 et du point médian 7 de la bo bine 2 disposée dans ce circuit accordé. La jonction de la self 6 avec la résistance 9 est mise à la terre par l'intermédiaire d'un con densateur de découplage 8, le condensateur d'accord 3 de ce circuit accordé étant de pré férence (comme représenté) du type à -plaque centrale ayant sa plaque centrale reliée à la terre par l'intermédiaire du condensateur de découplage.
Les extrémités du circuit accordé sont couplées chacune, par l'intermédiaire d'un condensateur 10, 11, aux grilles de com mande 12, 13 de deux tubes 14, 15 consti tuant un étage doubleur de fréquence d'im pulsions, une extrémité de ce circuit accordé étant couplée à la grille de commande 12 du tube 14 et l'autre à la grille de commande 13 du tube 15. Les grilles de commande des deux tubes 14, 15, dans cet étage doubleur de fré quence, sont reliées aux points cathodiques communs, par l'intermédiaire de résistances égales 16, 17, et les deux anodes 18, 19 sont.
reliées ensemble et par l'intermédiaire d'une résistance ohmique 20 et d'une self de décou- plage 21, en série avec la source 4 à. haute tension. La jonction de la résistance ohmique 20 et de la. self de découplage 21 est mise à la terre par l'intermédiaire d'un condensateur de découplage 22. Le point commun des deux anodes 18. 19 est relié. par l'intermédiaire d'un condensateur 23 en série avec une résis tance de grille 24 qui doit être aussi dépour vue de réactance (particulièrement d'induc tance) que possible, à la. cathode 25 d'un tube suivant 26.
Le point de jonction de la résis tance 24 et du condensateur 23 est relié de préférence par l'intermédiaire d'une autre pe tite résitance ohmique<B>27,</B> à la grille de com mande 28 du tube 26.
L'anode 29 du tube 26 est reliée à la, source 4 par l'intermédiaire d'une inductance 30 et est également reliée directement à la grille de commande 31 du tube commandé final 32. La cathode 25 du tube 26 est reliée aux cathodes des deux tubes 14, 15 de l'étage doubleur de fréquence. Le conducteur catho dique du tube commandé 32 comprend une combinaison de résistance de polarisation 33 shuntée par un condensateur 34, entre la ca thode 39 et la borne positive de la source 4. Le circuit d'anode de ce tube commandé com prend un circuit accordé 35 qui est couplé à, une antenne ou autre circuit de charge non représenté.
Dans le cas d'un émetteur télégra phique, la grille de commande 28 du tube 26 peut être reliée, par l'intermédiaire d'un ma: nipulateur télégraphique ou d'un relais 36, soit directement, soit (comme représenté) par l'intermédiaire d'une petite source 37 de po tentiel négatif degrille insuffisant pour "cou- per" le tube, à la cathode 25 de ce tube 26.
Dans le cas d'un émetteur téléphonique, la résistance -de grille 24 peut être reliée (comme représenté en pointillé) non pas directement au point cathodique, mais par l'intermédiaire d'une source 38 de potentiel de modulation et d'une source de polarisation négative de grille, à la cathode 25.
Le fonctionnement de ce circuit va être maintenant décrit en référence à la fig. 2, l'effet de la manipulation ou de la modula tion étant, pour plus de simplicité de la des cription, laissé de côté.
Lorsque l'oscillateur principal 1 oscille, il se produit sur son anode 5 une onde de ten sion pratiquement sinusoïdale, comme repré senté en a sur la fia. 2. Les pointes positives de cette onde produisent. comme représenté en b, des pointes ou impulsions de voltage né gatives soudaines sur l'anode 18 du tube 14 dans l'étage doubleur de fréquence, par suite du courant dans le tube 1.1 (l'anode 19 étant supposé être déconnectée). Les pointes néga tives de voltage de l'anode du tube d'oscilla teur principal produisent de façon semblable, comme représenté en c sur la fi;. 2, des poin tes négatives ou impulsions négatives sur l'anode 19 de l'autre tube de l'étage doubleur de fréquence (l'anode 18 étant supposée être déconnectée).
Les impulsions négatives dues aux pointes positives de la tension d'anode de l'oscillateur principal apparaissent à mi-chemin entre les impulsions négatives dues aux pointes néga tives de la tension de l'oscillateur principal. II apparaîtra donc. au point de jonction des anodes 18, 19, une série d'impulsions néga tives à une fréquence double de celle de l'oscillateur principal.
Ces impulsions sont transmises à la o--rille de commande 28 du tube 26 et produisent sur l'anode 29 de celui- ci des pulsations positives puissantes et sou daines du potentiel d'anode. comme repré senté en d sur la fig. 2, ces pulsations appa raissant à une fréquence double de celle de l'oscillateur principal. Ces pulsations sont produites en raison du fait que les pulsations négatives sur la Grille du tube 26 "coupent" ou "ferment" ce tube et qu'il est inclus l'in- ducta.nee 30 dans le circuit du courant d'anode de ce tube.
Ces pulsations positives d'anode sur le tube 26 sont puissantes et à. flancs raides, puisqu'elles sont produites par rupture d'un circuit inductif parcouru par un courant. Ces pulsations positives sont appliquées à la grille 31 du tube commandé final 32 et au circuit accordé 35 dans le circuit d'anode de ce tube commandé, lequel circuit est accordé à une fréquence double de celle de l'oscillateur principal et complète la forme de l'onde par l'effet de "volant", pourvu qu'il soit accordé au synchronisme, en sorte qu'une forme d'onde de tension approximativement sinu soïdale est produite dans ce circuit accordé. La tension sur l'anode du tube 32 est repré sentée en e sur la fig. 2.
La forme de l'onde peut être rendue plus sensiblement sinusoï dale (comme représenté en f sur la fig. 2) dans le circuit final d'antenne ou autre cir cuit de charge.
Sur la fig. 1, les tubes 14, 15 agissent comme tubes inverseurs de phase en conver tissant les alternances de grille de l'oscilla teur principal en "coups -de fouet" négatifs comme requis par le tube interrupteur (le tube 26).
La fig. 3 représente une variante préférée du circuit selon la fig. 1. Sur cette figure, un tube inverseur de phase est employé entre l'oscillateur principal (non représenté sur la fig. 3) et le tube équivalent au tube 26 de la fig. 1. Ce tube peut être appelé un tube interrupteur vu sa fonction. Ce tube interrup teur est couplé directement au tube final ou amplificateur. Fig. 3 peut être considérée comme équivalente à la fig. 1, mais avec le tube 15 enlevé et le circuit 35 accordé à. la fréquence fondamentale au lieu de celle du second harmonique.
2 et 3 constituent, sur cette fig. 3, le cir cuit accordé d'anode dans le circuit d'anode du tube oscillateur principal non représenté. Ce circuit accordé débite sur la grille 40 d'un tube inverseur de phase dont le circuit anode- cathode comprend une résistance de couplage 42. 43 est une source de potentiel anodique et 44 est une self.
L'anode 45 du tube 41 est reliée directement à la grille 28' du tube interrupteur 26' dont le circuit d'anode con tient la self interruptrice 30' et une résistance 46 en série et dont l'anode 29' est reliée di rectement à la grille 31' du tube final 32.
Sur la fig. 3,-des sources séparées de po tentiel anodique (représentées conventionnel lement par des générateurs) sont prévues pour les tubes et la polarisation nécessaire pour<B>l</B>e tube 32 est obtenue par l'effet de la résistance 46 qui est commune à la fois au circuit d'anode du tube interrupteur 26' et au circuit de grille du tube 32. La résistance 46 est sur le côté "mis à la terre" ou "mort" de la self interruptrice 30'. Par suite du courant d'anode du tube interrupteur 26', il se produit et se maintient une différence de potentiel dans cette résistance 46.
La fig. 4 est tout à fait semblable à la fig. 3. La différence principale est que dans la fig. 4 le tube final ou amplificateur indi qué par 32' est une pentode.
Lorsque le tube final est une pentode, la modulation est réa lisée de préférence comme indiqué, en, appli quant des potentiels de modulation à la grille de suppression 47, à partir d'une source quel conque convenable 38' reliée au circuit de la grille de suppression, dans n'importe quelle partie convenable de celui-ci, par exemple comme représenté, le courant porteur étant préalablement réglé au moyen de prises sur la, batterie ou autre source de potentiel dont une partie est en série avec 38'. L'invention n'est pas limitée au circuit particulier représenté.
Par exemple, la modu lation ou la manipulation peut être effectuée de bien des façons qui viendront naturelle ment à l'esprit de l'homme du métier. De même, une grande variété de méthodes de couplage différentes des divers étages entre eux est à disposition. Puisque le circuit inter rupteur d'anode est inductif et normalement conductif, n'importe quelle méthode de cou plage usuelle peut être employée (par exem ple le couplage direct, par transformateur, par autotransformateur ou par capacité).
Avec le couplage direct ou par autotrans- formateur, la cathode du tube interrupteur doit être négative par rapport à la cathode du tube final amplificateur. Lorsqu'un cou- plage par transformateur à double enroule ment est utilisé, un couplage très serré peut être obtenu en enroulant le primaire et le se condaire ensemble, c'est-à-dire avec leurs fils côte à côte.
Dans ce cas, l'extrémité du secon daire se trouvant le plus près de l'extrémité d'anode du primaire est reliée à la grille de l'amplificateur, la phase correcte étant main tenue et aucune variation de potentiel électro statique entre des spires adjacentes primaires et secondaires ne se produisent.
Sur les fig. 3 et 4, la résistance 46 peut. être incorporée à la self 30' en enroulant cette dernière avec un fil résistant ou en incorpo rant autrement une perte dans cette self. De plus, le tube 41 inverseur de phase des fig. 3 et 4 ou les tubes correspondants 14, 15 de la fig. 1 pourraient être une pentode ou des pentodes et de même pour les tubes interrup teurs dans toutes les figures.
L'emploi d'une pentode comme tube inverseur offre l'avan tage d'isoler l'oscillateur principal de façon très efficace pendant que la manipulation télégraphique peut être effectuée, si on le désire, au moyen d'un relais ou d'un mani pulateur disposé entre sa. grille-écran et la terre.