Dispositif permettant de faire apparaître, sur une courbe rendue visible sur l'écran
d'un tube cathodique, un repère correspondant à une fréquence déterminée.
La présente invention a pour objet un dispositif permettant de faire apparaître, sur une courbe rendue visible sur l'écran d'un tube cathodique, un repère correspondant à une fréquence déterminée.
Ce dispositif est particulièrement applica- ble aux appareils de mesure de la surtension des circuits résonnants.
On connaît, pour mesurer la surtension d'un circuit électrique à des fréquences voi sines de sa fréquence de résonance, le procédé suivant :
On couple le circuit à étudier à un oscilla teur fournissant une fréquence de valeur ins tantanée/', modu]lée en fréquence par une tension périodique de fréquence F petite par rapport à f.
La fréquenee f varie donc périodiquement, à la fréquence F, d'une quantité zd/autour d'une fréquence moyenne 0.
On peut faire coïncider cette fréquenee f o avec la fréquence de résonance du circuit à étudier.
Ce circuit entre alors en oscillation au voi sinage de sa fréquence de résonance, et cette oscillation prend une amplitude maximum lorsque la fréquence f passe par la valeur égale à ladite fréquence de résonance.
On prélevé alors une très faible quantité d'énergie dans le circuit oscillant, ce qui ne l'amortit pas sensiblement, et on obtient ainsi une tension, que l'on détecte, et qui est alors fonction de amplitude instantanée des oscillations du circuit à étudier. Cette tension est appliquée à l'amplificateur commandant la dé viation verticale du faisceau d'un oscillogra- phe cathodique ; ce faisceau est, d'autre part, dévié horizontalement, à la fréquence. X, par une tension en dent de scie. La courbe apparaissant sur l'écran de l'oscillographe donne l'image de la variation d'amplitude des oscillations du circuit oscillant en fonction de la fréquence, pour les fréquences voisines de la fréquence de résonance. fo dudit circuit.
Cette courbe est d'autant plus aiguë que la surtension du circuit est plus grande. Pour déterminer cette surtension, il suffit donc de mesurer la différence des fréquences fo et 2 qui correspondent à deux points Pi et P2 bien déterminées de la courbe de résonance.
L'ordonnée de ces points est choisie de façon à correspondre à des oscillations d'une amplitude telle que la puissance nécessaire pour les entretenir soit la moitié de la puis sance nécessaire pour entretenir des oscillations ayant une amplitude égale à l'amplitude maximum de la courbe de résonance.
Pour mesurer cette différence de fréquence f2-f1, on utilise, dans les dispositifs connus, un ondemètre constitué par un second circuit résonnant étalonné, dont on peut faire varier la fréquence de résonance autour de la valeur fo. Cet ondemètre est excité lui aussi par le générateur modulé en fréquence, et la tension à sa sortie est appliquée également, après am- plification et détection, à l'amplificateur de défection verticale de l'oscillographe catho- dique, sur l'écran duquel elle produit un repère lumineux qui se superpose à la courbe étudiée.
En faisant varier l'accord de l'ondemètre, on provoque le déplacement de ce repère, et on peut le faire coïncider successivement avee les points P, et P2, en lisant à chaque fois sur l'ondemètre la valeur de la fréquence correspondante.
Un tel procédé est très rapide, et il permet théoriquement de mesurer des surtensions très élevées. Par contre, il exige que le repère qui correspond, sur l'écran de l'oscillographe, à la fréquence de résonance de l'ondemètre soit suffisamment fin par rapport à la distance entre les branches de la courbe de réso- nance du circuit étudié. En d'autres termes, la surtension propre de l'ondemètre doit tre beaucoup plus grande que la surtension que l'on veut mesurer.
Cette condition est parfois difficile à remplir, en particulier dans les mesures en ondes très courtes, où l'on peut rencontrer des sur- tensions considérables, de l'ordre de plusieurs dizaines de mille ; la surtension de l'ondemètre risque alors d'tre insuffisante pour permettre une. mesure précise, puisque la courbe de réso- nanee de l'ondemètre serait plus large que la courbe étudiée.
La présente invention, qui permet d'éviter cet inconvénient, consiste dans un dispositif pour faire apparaître sur l'écran d'un tube cathodique, dont les plaques de déviation horizontale sont alimentées par une tension modu latriee et dont les plaques de déviation verticale sont alimentées par une tension modulée en fréquence par ladite tension modulatrice, un repère correspondant à une fréquence déterminée, ce dispositif comportant un circuit sélectif réglable étalonné alimenté par la tension modulée, un détecteur pour redresser la tension à la sortie dudit circuit sélectif, et des moyens pour alimenter une électrode dudit tube cathodique par une tension qui dépend de ladite tension redressée,
ledit dispo- sitif étant caractérisé par ! e fait qu'eu vue d'obtenir un repère beaucoup plus fin que celui qu'on obtiendrait en alimentant directement ladite électrode par ladite tension redressée, il comporte un organe dérivateur disposé à la sortie du détecteur, et donnant une tension qui est sensiblement la dérivée par rapport au temps de la tension à la sortie du détecteur, un déphaseur disposé à la sortie du dérivateur, et donnant deux tensions en opposition de phase, un ensemble de deux tubes électroniques montés symétriquement, alimen- tés chacun par une des deux tensions en opposition de phase,
et donnant dans leur circuit anodique commun une tension de sens eonstant quelle que-soit l'alternance des tensions en opposition de phase, une résistance clispo- sée en série dans le circuit anodique commun des deux tubes, et un condensateur reliant les anodes des deux tubes au cylindre de Wehnelt du tube cathodique, les variations de tension aux bornes de ladite résistance, transmises par ce condensateur, influençant le cylindre de
Wehnelt de telle sorte qu'il arrte le faisceau cathodique lorsqu'un courant passe dans le circuit anodique des deux tubes, et le laisse passer en l'absence de ce courant.
Les figures ci-annexées, qui doivent tre considérées comme des exemples non limitatifs, permettent de mieux comprendre le fonc tionnernent du dispositif faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 est un schéma d'ensemble d'un mode de réalisation de ce dispositif ; les fig. 2, 3 et 4 sont des diagrammes représentant res peetivement la variation en fonetion du temps de la tension prise en divers points du mon tage selon la fig. 1 ; la fig. 6 est le schéma d'une variante de réalisation.
Dans la fig. 1,1. désigne le circuit dont on veut mesurer la surtension, et dont la fré- quence de résonanee est fo ; ce circuit est eou- plé à un générateur 12, fournissant une tension sinusoïdale, de fréquence moyenne égaie à fa, modulée en fréquen. ce par une tension en dent de scie de fréquence. F fournie par un générateur 2.
La tension à] a sortie du circuit 1 est appli quée aux plaques de déviation verticale 3 d'un tube cathodique 4, dont les plaques de déviation horizontale 5 sont alimentées par la tension à In fréquence F fournie par le géné rater 2. La courbe de résonance du circuit 1 autour de la fréquence fo apparaît alors sur l'écran de l'oscillographe.
Le générateur 12 est couplé, d'autre part, par une bobine 6, à un ondemètre 11, dont la fréquence de résonance est réglable au voisinage de la fréquenee f. LTne fraetion de l'énergie se développant dans cet ondemètre est applituée, par une boucle ou bobine de couplage 7, ou par une antenne, à un détecteur 13, com- prenant un tube à vide ou un cristal 8, en série avee une résistance 9 shuntée par un condensateur 10.
La tension lrl3 aux bornes de cette résistance 9 est fonction, à chaque instant, de l'am- plitude des oscillations dont l'ondemètre est le ce,, oscillations sont, comme il a été é exposé précédemment, modulées à la fré qnenee F : la tension aux bornes de 9 varie done périodiquement en fonction du temps à la fréquence F ; et. elle est, mazimum lorsctte la fréquence des oscillations passe par la valeur moyenne sur laquelle est réglé l'ondemètre.
Cette variation est représentée par la courbe de la fig. 2.
La tension aux bornes de 9 est appliquée ensuite à un ensemble dérivateur 1. 4, eonstitué par un condensateur 15, en série avee une résistance 16, suivi éventuellement d'un ou plusieurs tubes amplificateurs tels que 17. La tension V a la sortie de l'ensemble 14 est la dérivée algébrique par rapport au temps de la tension appliquée à l'entrée ; la variation de cette tension de sortie est représentée par la fig. 3 : elle s'annule lorsque la tension d'entrée est maximum.
./N la sortie du dérivateur 14, la tension est appliquée à un déphaseur 18, constitué par un transformateur 26 à secondaire à prise mé- diane. ou encore par un montage de type connu utilisant des tubes à vide. Le transformateur 26 transforme la tension appliquée à son enroulement primaire en deux tensions en. opposition de phase, recueillies respectivement aux bornes 27 et 28 du secondaire.
Ces tensions sont appliquées respectivement à. deux tubes à vide 19 et 20 montés symétriquement de façon connue, leurs cir- cuits plaque alimentant en parallèle une ré sistance 21, de telle sorte que la chute de tension dans cette résistance ait le mme sens pour les deux alternances positive et négative de la tension aux bornes du secondaire de 26, et qu'elle s'annule en mme temps que cette dernière.
La tension V2 ainsi recueillie aux bornes de] a résistance 21 est représentée par la courbe de la fig. 4 ; cette courbe comporte deux pointes, l'une, 1, correspondant à la tension issue du tube 19, l'autre, B, correspondant à] a tension issue du tube 20 ; ces deux pointes sont séparées par un point M pour lequel la tension est nulle, point qui correspond au sommet m. de la courbe de la fig. 2, c'est-à-dire au moment t"où la fréquence de la tension appliquée à l'ondemètre passe par la valeur moyenne sur laquelle celui-ei est réglé.
Le passage au zéro entre les deux pointes est extrmement rapide, car la variation de la tension dérivée par le système 14 est très brusque au voisinage de la valeur zéro.
Dans l'exemple de la fig. 1, les deux tubes 19 et 20 sont des diodes, et la tension fournie par 26 est appliquée à leurs cathodes. Un potentiomètre 23, inséré dans le circuit de la source de tension anodique 22, dont le point milieu est la masse, permet de régler le point de fonctionnement des diodes.
Les variations de tension dans la résistance 21 influencent, par l'intermédiaire d'tin con densateur 24 le cylindre de Wehnelt 25 du tube cathodique 4, de telle sorte que le fais eeau dudit tube ne soit émis que lorsque ladite tension est sensiblement nulle, et qu'il soit éteint par les deux pointes de tension 1 et B.
On observe alors sur l'écran du tube cathodique, outre la courbe C de résonance du cir- cuit oscillant à étudier, représentée sur la fig. 5, un point brillant 51 très fin, eorrespondant au point JI entre les deux pointes I et B, entouré de deux zones obscures 52 et 53 correspondant respectivement aux deux dites pointes.
En faisant varier la fréquence à laquelle se produit la résonance de l'ondemètre, on peut déplacer le point 51 sur la courbe C, tout en lisant sur la graduation de l'ondemètre la fréquence correspondante.
Le point étant très fin, les mesures penvent tre effectuées avec une grande précision.
Ce dispositif présente l'avantage qu'il permet de régler indépendamment l'une de l'autre les tensions obtenues à la sortie de l'ondemètre et du circuit à mesurer, et qui agissent respectivement sur la brillanee du point lumineux sur l'écran, et sur la déviation verticale du faisceau cathodique. Il en résulte que le réglage de l'ondemètre ne peut réagir sur la forme de la courbe de résonance du eircuit étudié, ce qui assure une grande souplesse de réglage.
La fig. 6 montre, à titre d'exemple, une variante de réalisation du dispositif selon l'in- vention, dans laquelle les deux tubes 19 et 20 sont constitués par des triodes, dont les grilles, polarisées en classe B, sont alimentées en opposition de phase par le système déphaseur 18, de sorte qu'elles sont alternativement con ductrices et non conductrices, et jouent le mme rôle que les diodes du dispositif selon la fig. 1. Elles peuvent toutefois tre suivies d'une lampe amplificatrice, ce qui permet d'appliquer une tension plus élevée au cylindre de Wehnelt du tube cathodique.