Amplificateur thermionique. La présente invention concerne des am plificateurs thermioniques et plus particuliè rement des amplificateurs comportant un cir cuit de réaction négative pour ramener .les ondes, y compris celles de la gamme des fré quences transmises, de la sortie à l'entrée de- l'amplificateur avec une phase négative, afin de diminuer une modulation non désirée et (ou) des manques de linéarité de l'amplifi cateur et afin de rendre la stabilité du gain supérieure @à ce qu'elle serait :sans une telle réaction.
Dans de tels amplificateurs où la com mande du gain est effectuée en dehors du circuit de réaction au moyen d'un potentio mètre placé :aux bornes de l'enroulement :se condaire du transformateur d'entrée, l'action d'une réaction négative est de diminuer la capacité entre la grille de la première lampe et la terre jusqu'à une valeur très faible. Au réglage maximum du potentiomètre, la capa cité du transformateur entre l'extrémité su périeure de l'enroulement secondaire et la terre est également diminuée et du point de vite de l'effet électrique est identique à la capacité de la grille de la lampe à la terre.
A mesure que le gain :de l'amplificateur est réduit par réglage du potentiomètre, l'action de la réaction sur la capacité du transforma teur diminue également et cette capacité aug mente jusqu'à ne plus être ,sensiblement af fectée par la réaction au réglage minimum du potentiomètre. Comme la capacité du transformateur apparaît aux bornes de l'en roulement secondaire, on voit que l'impé dance d'entrée de l'amplificateur varie avec le réglage du potentiomètre qui modifie le gain.
Suivant l'invention, dans un amplifica teur à réaction négative pourvu d'un poten tiomètre de réglage :du gain du type ci dessus, des moyens sont prévus pour main tenir l'impédance d'entrée sensiblement cons tante à mesure que le gain varie.
Dans un exemple de réalisation de l'invention, l'effet de la diminution de :capacité par rapport à, la terre de l'enroulement du transformateur, dû à la réaction lorsque le gain augmente, est contrebalancé par un condensateur addition nel connecté entre le curseur du potentiomètre et l'extrémité de terre dudit potentiomètre. Le dessin ci-joint donne, à, titre d'exem ple, une des formes de réalisation de l'objet. de l'invention.
L'amplificateur montré comporte deux étages d'amplification de tension et un étage de puissance de sortie, la réaction négativ e étant appliquée entre la sortie et l'entrée de l'amplificateur.
On supposera, à titre d'illustration, que l'amplificateur sert à transmettre une bande de fréquences allant de 1.2 kilohertz à 170 kilohertz. Le gain maximum est. de 65. db. étant uniforme à. moins de 1 db. près dans la bande passante et la puissance sup portée par l'amplificateur est de l'ordre du watt. L'impédance d'entrée est de 600 ohms sans équilibrage, tandis que l'impédance de sortie est de 600 ohms avec équilibrage par rapport à la terre ou de toute autre impé dance désirée.
On supposera de plus que les signaux en trants passent à travers un transformateur d'entrée Tl de rapport de transformation 600/10.000 ohms terminé sur in t potentio mètre Pl de 10.00,0 ohms dont le curseur est relié à la grille de la première lampe T'1. Le gain peut être modifié de manière con tinue par ce moyen sur une gamme de 20 db.
Deux forces électromotrices sont appli quées en série entre la grille et la cathode de la lampe Vl: l'une, le signal entrant, est dé veloppée entre le curseur et l'extrémité de terre dit potentiomètre Pl, tandis que l'autre, une tension ramenée de l'étage de sortie, est développée aux bornes de la- résistance induc tive R19 en série avec les impédances de cor rection de phase CIG et R25 en parallèle.
L'effet de la. réaction est de réduire la capa cité apparente entre la grille de la lampe l'1 et la terre à une valeur très petite. Au ré glage maximum du potentiomètre, la capa cité du transformateur .entre la borne 4 et la terre est d'action électrique identique à, celle de la capacité de grille de la, lampe et. est également réduite. Au réglage minimum ce pendant, elles ne sont plus d'effet identique et la capacité susmentionnée du transforma teur n'est pas modifiée par la réaction et ap- paraît du côté à haute impédance du trans formateur d'entrée.
Cette variation de capacité est contre balancée par celle d'un petit condensateur C18 connecté entre le curseur et l'extrémité de terre du potentiomètre. Cette capacité ne sera pas réduite par la réaction et sa capa cité équivalente aux bornes du côté à haute impédance du transformateur variera avec le réglage du potentiomètre. Par le choix d'une valeur convenable pour ce condensateur C18, on peut rendre très petite la variation de l'impédance d'entrée de l'amplificateur dans la gamme des réglages du potentiomètre.
Afin d'éviter un couplage capacitif entre les deux enroulements du transformateur, deux écrans électrostatiques Es sont con nectés aux extrémités de terre des enroule ments à haute et basse impédances.
Le premier étage de l'amplificateur con siste eu une lampe du type pentode VI dont la polarisation automatique est assurée par une résistance R3 ;shuntée par un conden sateur C2, et une résistance de charge ou d'utilisation plaque R5, les circuits d'écran et d'anode étant respectivement découplés par les circuits R2, <I>C1</I> et R4, C3. Pour aug menter le gain de cet étage,
la résistance de eliarge est choisie d'une valeur anormalement élevée et la résistance de polarisation est aussi rendue grande pour maintenir le cou rant d'anode à un niveau faible tel que la tension plaque ne descende pas au-dessous de 60 volts. Le courant alternatif d'entrée est si faible que les harmoniques du premier étage sont sans importance.
La tension développée aux bornes de la résistance de charge R5 du premier étage est appliquée sur la lampe pentode l'2 à travers un condensateur de couplage C4 et une ré sistance de fuite de grille R6. Les deuxièmes et troisièmes étagea sont couplés par un transformateur T2 de rapport de transforma tion unité, dont l'inductance et la capacité propres sont telles qu'avec les capacités pa rallèles qui lui sont associées dans le circuit, le transformateur résonne à 50 kilohertz en viron.
Une polarisation automatique est four- nie à la lampe V2 aux bornes de la résistance R9, en parallèle avec le condensateur C5: Les circuits d'écran et d'anode sont découplés par les circuits R8, C5 et R10, C7 respective ment. La lampe de sortie V3 est d'un type à grilles co-planes nécessitant une batterie externe de polarisation grille d'environ lY8volts. Le circuit de polarisation grille est découplé par le circuit R20, C8.
La tension de réaction est appliquée à partir d'un circuit de sortie en pont; la ré sistance R18 en parallèle avec le condensa teur C14, et la résistance R21 étant l'un des deux bras -de réaction en tension, et R17 l'autre, tandis que la résistance R16 est le bras de réaction en courant. Le courant pla que continu passe à travers la bobine de choc L3, tandis que tous les courants alternatifs qui traversent la bobine L<B>3</B> sont ramenés à la cathode à travers le condensateur C12. Tous les éléments composant le circuit de réaction y compris le transformateur -de sor tie sont au potentiel de cathode, en ce -qui concerne le gourant continu, .en raison du condensateur de séparation C13.
Le transformateur de sortie T3. (rapport de transformation de 4000 à 6,00, ohms par exemple) est à double écran électrostatique de la même manière que le transformateur d'entrée, tandis que le condensateur C15 est inséré pour corriger l'angle de l'impédance de sortie. Le gircuit de réaction même -est,du type en pont approximativement équilibré, l'impédance du primaire (c'est-à-dire côté haute impédance) du transformateur étant adaptée à l'impédance vue @à partir .de l'en roulement à haute impédance du transforma teur.
Cette dernière impédance est entièrement commandée par les valeurs des trois bras du pont, et pour obtenir une commande précise de l'impédance à l'extrémité élevée -de la gamme, le bras supérieur du pont est divisé en deux portions R18 et R21, un petit -con densateur C14 étant mis en. parallèle sur R18.
Le bras -est divisé en deux portions, car la- capacité minimum du condensateur a un effet trop important @à 170 kiloherz lors- qu'elle -est placée aux bornes .du bras com- pet. La diagonale du pont de réaction consti tue une partie -d'un potentiomètre, le rapport de la portion sous le point -de prise appliquée à l'entrée à la diagonale entière étant
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Les autres composantes dans la diagonale assurent soit la stabilisation de l'amplificateur en dehors de la bande pas sante, :
soit la correction du gain aux bords extrêmes de la bande passante.
Pour corriger la phase du circuit de réaction aux fréquences :élevées, la résistance R19' -est rendue inductive, à peu près à 5 millihenrys. Son inductance n'est pas suf fisamment élevée pour modifier le gain à l'extrémité supérieure de la bande passante. C1,6, avec une résistance .de limitation R25 en shunt, est inséré pour :corriger la phase aux fréquences basses.
Le circuit correcteur de phase aux basses fréquences provoque une chute dans la caractéristique de gain aux basses fréquences de la bande passante et pour compenser cette chute, un circuit cor recteur de gain R27 et C17 en parallèle est inséré en série avec la résistance R26. Aux basses fréquences extérieures à la bande pas sante, le condensateur Cl7 présente une im p6dance beaucoup plus élevée que la r6sis- tance R27.
De cette manière, la valeur de la résistance R27 -détermine la valeur de l'im- p6dance combinée. Cette valeur est rendue faible -de manière à avoir un effet d'opposi tion négligeable par rapport au -condensa- teur C16 qui a en parallèle une résistance de limitation beaucoup plus grande.
L'amplificateur est alimenté par des sources de 24 volts et -de 1,3.0. volts, par exem ple :connectées :en série pour permettre une alimentation maximum de 15.0 volts aux anodes. L2 représente la bobine de choc dé couplant la source de 130 volts et -est associé au condensateur C9. Le potentiel d',écran de la .dernière lampe est obtenu au moyen d'un potentiomètre aux bornes de la source :de 130 volts, le :condensateur C10 fournissant un circuit pour les courants alternatifs allant à la cathode.
Afin de surmonter les difficultés fonda mentales de l'emploi de deux terres, à sa voir la terre de la baie et la terre des fila ments, on utilise la disposition suivante: Tees trois cathodes sont reliées à un point central commun qui est la. terre de la baie à travers le .condensateur C11. De même, une impédance élevée est insérée dans le circuit allant à la terre des filaments, cette impé dance consistant en L1. Les deux enroule ments de la bobina Ll sont connectés de manière que si les bornes 2 et 4 sont court- circuitées, les enroulements se trouvent en opposition série.
L'effet de l'emploi de la terre de la baie (ou du châssis) comme seule terre réelle de l'amplificateur est de suppri mer la diaphonie entre amplificateurs utili sant les mêmes alimentations de batteries, ou de la réduire très considérablement, puis# qu'on supprime les courants de circulation du -circuit d'entrée à la terre de la baie et de re tour à la cathode à travers la terre des fila ments.
Les résistances de grille RI, R7 et R11 sont connectées aussi près que possible en pratique de la grille de chaque lampe, afin de diminuer la variation de phase par le cir cuit d'amplification aux fréquences élevées et d'empêcher des oscillations parasites d'un seul étage.
Le circuit d'alarme consiste en un relais <B>81</B> actionné par les courants plaques des deux premières lampes, ses contacts allumant une lampe LS1 lorsqu'il est désexcité,. Lorsqu'on insère une fiche de courant de filament ou une fiche factice, le circuit de la lampe d'alarme est ouvert aux contacts du jack Jl, ce qui empêche ainsi l'alarme d'être donnée. Les courants plaques sont déterminés au moyen des petites résistances R22, R23 et R24 insérées dans les circuits plaques de chacune des trois lampes, la. tension aux bornes de ces résistances étant proportion nelle au courant.