EP0718867A1 - Grid electron tube with improved performance - Google Patents
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- EP0718867A1 EP0718867A1 EP95402832A EP95402832A EP0718867A1 EP 0718867 A1 EP0718867 A1 EP 0718867A1 EP 95402832 A EP95402832 A EP 95402832A EP 95402832 A EP95402832 A EP 95402832A EP 0718867 A1 EP0718867 A1 EP 0718867A1
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- H01J25/02—Tubes with electron stream modulated in velocity or density in a modulator zone and thereafter giving up energy in an inducing zone, the zones being associated with one or more resonators
- H01J25/04—Tubes having one or more resonators, without reflection of the electron stream, and in which the modulation produced in the modulator zone is mainly density modulation, e.g. Heaff tube
Definitions
- the present invention relates to grid tubes used in particular as television amplifiers, or in industrial heating devices, etc. These grid tubes are in particular of the triode or tetrode type.
- FIG. 1a schematically represents a half-tetrode. It comprises cylindrical electrodes mounted coaxially around an axis XX '.
- the central electrode is the cathode K emitting electrons when it is heated.
- a control grid G1 Around it is a control grid G1, a screen grid G2 then an anode AN. In a triode, there is no screen grid.
- the cathode K and the control grid G1 contribute to forming an input resonant cavity 1.
- the input resonant cavity 1 has an active zone 10 between the marks B and D and extends on either side of this active zone 10 towards the foot of the tube between the marks D and E and towards its top between the marks A and B.
- the active area corresponds to the area where the electrons emitted by the cathode pass before crossing the control grid G1.
- Mark C shows the central part of the active area.
- the input cavity 1 comprises means 4 for introducing a signal to be amplified in the amplification application.
- the screen grid G2 and the anode AN contribute to forming an output resonant cavity 2. It includes means 5 for extracting the amplified signal.
- the resonant input 1 and output 2 cavities are generally closed, at the foot of the tube, by a mobile short-circuit piston 3 which makes it possible to adjust their resonant frequency
- the reactive surface currents I on the walls of the cavity are also not constant.
- the representation which is made in FIG. 1b of the voltage V and of the reactive current I (in absolute value) corresponds to a length l of cavity between the reference A and the reference E equal to ⁇ / 4.
- the voltage V is shown in solid lines and the reactive current I in dotted lines.
- the voltage V and the current I vary. This means that the cathode K is not homogeneously stressed in its active part 10.
- the reactive current I is greater at the level of the mark D than at the level of the mark B. This implies that there is a heating of the tube in the part (mark D) of its active area 10 closest to its foot while it is the part of the active area 10 least stressed. Indeed the peak current supplied is more important in B than in D.
- the height of the active zone (BD interval) is limited by the frequency and the power of the tube.
- the higher the frequency the greater the variation in voltage V in the active area 10.
- the power of the tube is limited since a compromise must be observed between the height of the active area 10 and the diameter of the cathode K.
- the most powerful tubes operating in UHF have a cathode K whose diameter is of the order of 40 mm and whose height of the active zone is approximately 2 cm.
- Figure 2a schematically illustrates such a tube. This figure is comparable to Figure 1a and the elements which correspond have the same references.
- the inlet cavity 1 ' has been arranged between the marks A' and E '.
- the reference C ' which corresponds to the central part of the active area 10 is located on a voltage belly V and therefore a reactive current node l.
- the new inlet cavity 1 ′ shown on FIG. 2a has an active area 10 'between the marks B' and D 'and therefore extends on either side of the active area 10' towards the foot between the marks D'and E 'and towards the top between marks A 'and B'.
- This inlet cavity 1 ' is now symmetrical with respect to a plane normal to the axis XX' passing through mark C '.
- the inlet cavity 1 'shown in Figure 2a is equivalent to two inlet cavities 1 in Figure 1a mounted head to tail.
- the outlet cavity 2 ′ is also equivalent to two outlet cavities of the tube of FIG. 1a mounted head to tail.
- the present invention aims to remedy these drawbacks. It offers a grid tube which has electrical performance comparable to that of the tube in FIG. 2a but which is much easier to manufacture, simpler to install for the user, and therefore has a lower price.
- the electronic tube according to the invention comprises generally cylindrical electrodes mounted coaxially around an axis, including a cathode surrounded by a grid.
- the cathode and the grid contribute to delimiting an input resonant cavity comprising an active zone, this cavity extends on either side of the active zone.
- the resonant entry cavity is folded back on itself, towards the axis, on one side of the active zone.
- the central part of the active area is subjected to a tension belly.
- the inlet cavity ends in two ends which contribute to forming the base of the tube.
- At least one end of the inlet cavity can be closed by a short-circuit piston so as to tune the frequency of the tube.
- the two ends of the cavity can be closed by a short-circuit piston.
- At least one end of the tube can form an open circuit.
- at least one end of the tube can have a capacitance connected between the grid and the cathode.
- the capacity may include a dielectric element pressed against one of the electrodes using a conductive clamping device. In contact with the other electrode.
- the clamping device is removable and the value of the capacity can be adjusted as required.
- the clamping device may include a conductive plug screwed into a collar secured to the other electrode.
- a spring can be used to improve the contact between the collar and the plug.
- the dielectric element will advantageously have the form of a ring. It can be made of mica.
- Figure 3 shows schematically and partially a tube according to the invention.
- This tube conventionally comprises generally cylindrical electrodes mounted coaxially around an axis XX '.
- a cathode K which emits electrons when it is heated.
- This cathode K is surrounded by a control grid G1, itself surrounded by a screen grid G2, itself surrounded by an anode AN.
- the emitted electrons are accelerated towards the anode AN and pass through the gates G1, G2.
- the cathode K and the control grid G1 contribute to delimiting an input resonant cavity 34 into which a signal can be injected.
- the inlet cavity 34 has an active area 30 between the marks B 'and D'. It extends on either side of the active zone 30 between the marks A 'and B' and between the marks D 'and E'.
- the electrodes are spaced from each other by means of insulating spacers 33.
- These spacers 33 serve to electrically isolate the electrodes from one another, to hold them mechanically in position and to guarantee a vacuum seal at the active part 30 of the electrodes.
- the screen grid G2 and the anode A help to define an output resonant cavity 35 from which the amplified signal can be extracted.
- the resonant outlet cavity 35 is only partially shown to avoid overloading the figure. It is the part of this outlet cavity 35 located at the top 32 of the tube which has been omitted. In this example, the outlet cavity 35 is terminated by a tuning piston 37.
- the inlet cavity 34 is tuned so that the central part (mark C ') of the active area 30 corresponds to a tension belly as shown in Figures 4a and 4b.
- the resonant inlet cavity 34 is folded back on itself towards the axis XX 'on one side of the active area 30.
- the folded part goes from the mark B 'to the mark A'.
- the inlet cavity 34 then has two ends, one radially outer (mark E '), the other radially inner (mark A') and these two ends contribute to forming the base 31 of the tube. Coaxiality problems no longer arise.
- the two ends of the cathode K and of the control grid G1 conventionally end in collars respectively 38.39. Only one connector will be used to receive the tube.
- a tube according to the invention can then be manufactured and easily installed at low cost. Compared to the tube of the Figure 2a, the tube according to the invention will be more compact which is a significant advantage.
- the space inside the cathode is not used in conventional tubes. Here we house the folded part of the resonant inlet cavity 34.
- Frequency matching of the input cavity 34 can be achieved by at least one short-circuit piston 36.
- the two ends of the input cavity 34 are closed by such a piston.
- the inlet cavity 34 is then tuned in half-wave.
- FIG. 4a very schematically represents the input cavity 34 and
- FIG. 4b illustrates the variation of the voltage V and of the reactive current I (in absolute value) as a function of the electrical length I of the cavity.
- the two short circuit pistons are located at the marks A 'and E'.
- the configuration with the two short-circuit pistons 36 generally makes it possible to obtain low frequencies in the UHF range, for example between 450 and 550 MHz.
- At least one of the ends of the input cavity 34 forms an open circuit. This is illustrated in FIG. 5. It shows an inlet cavity 34 between the marks A 'and E'. One of its ends ends in an open circuit at the mark A '. This is the inner end.
- a short-circuit piston 36 closes the outer end of the inlet cavity 34 at the level of the reference E '.
- a conductive bottom 50 closes the inner end of the control grid G1 and the inner end of the cathode K conventionally ends with a collar 38.
- the mark A ' is located near the axis XX'. At this point, the voltage V is maximum.
- the input cavity 34 is then tuned in three-quarter wave, as shown in Figure 6b in conjunction with Figure 6a. Between the reference A 'and the reference C' the electrical length is ⁇ / 2.
- a capacity 70 is mounted at the internal end of the cavity. It comprises a dielectric element 71, in mica for example, which is pressed against the collar 38 of the cathode K using a clamping device 75 conductor.
- the clamping device is preferably removable.
- the dielectric element 71 has the shape of a ring. Its thickness measured along the axis XX 'and its surface in contact with the collar 38 determine the value of the capacity.
- the clamping device 75 is electrically and mechanically connected to the control grid G1.
- the clamping device 75 comprises a conductive plug 72 which comes into contact with the dielectric ring 71 and clamping means 73 such as a screw.
- the screw is screwed into a bore 74 carried by the collar 39 of the control grid G1.
- the bore 74 is centered on the axis XX '.
- the collar 38 of the cathode K and the plug 72 form the reinforcements of the capacitor.
- An annular spring 76 can be provided to ensure good contact between the plug 72 and the periphery of the collar 39 of the control grid G1.
- the plug 72 fits around the periphery of the collar 39 of the control grid G1.
- the capacity 70 is at the level of the reference A '. At this level, there is a tension belly and a current node.
- the electrical length between the reference A 'and the reference C' is between ⁇ / 4 and ⁇ / 2.
- a dielectric spacer 33 has been provided between the collar 38 of cathode K and that 39 of the control grid G1 to guarantee vacuum tightness.
- the value of the capacitor 70 depends on the thickness and the area of the dielectric ring. The greater the thickness, the lower the capacity.
- the clamping device 75 can be removable and a change of capacity is easy. The description which has just been made of the capacity is only an example and other variants of the clamping device in particular can be envisaged without departing from the scope of the invention.
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Abstract
Description
La présente invention est relative aux tubes à grille utilisés notamment en tant qu'amplificateurs de télévision, ou dans des dispositifs de chauffage industriel etc. Ces tubes à grilles sont notamment de type triode ou tétrode.The present invention relates to grid tubes used in particular as television amplifiers, or in industrial heating devices, etc. These grid tubes are in particular of the triode or tetrode type.
La figure 1a représente schématiquement une demi-tétrode. Elle comporte des électrodes cylindriques montées coaxialement autour d'un axe XX'.FIG. 1a schematically represents a half-tetrode. It comprises cylindrical electrodes mounted coaxially around an axis XX '.
L'électrode centrale est la cathode K émettant des électrons lorsqu'elle est chauffée. Autour se trouve une grille de commande G1, une grille-écran G2 puis une anode AN. Dans une triode, il n'y a pas de grille-écran.The central electrode is the cathode K emitting electrons when it is heated. Around it is a control grid G1, a screen grid G2 then an anode AN. In a triode, there is no screen grid.
La cathode K et la grille de commande G1 contribuent à former une cavité résonante 1 d'entrée. La cavité résonante d'entrée 1 comporte une zone active 10 entre les repères B et D et se prolonge de part et d'autre de cette zone active 10 vers le pied du tube entre les repères D et E et vers son sommet entre les repères A et B. La zone active correspond à la zone où les électrons émis par la cathode passent avant de traverser la grille de commande G1. Le repère C montre la partie centrale de la zone active.The cathode K and the control grid G1 contribute to forming an input resonant cavity 1. The input resonant cavity 1 has an
La cavité d'entrée 1 comporte des moyens 4 pour introduire un signal à amplifier dans l'application d'amplification. La grille-écran G2 et l'anode AN contribuent à former une cavité résonante de sortie 2. Elle comporte des moyens 5 pour extraire le signal amplifié.The input cavity 1 comprises means 4 for introducing a signal to be amplified in the amplification application. The screen grid G2 and the anode AN contribute to forming an output
Les cavités résonantes d'entrée 1 et de sortie 2 sont généralement fermées, au niveau du pied du tube, par un piston de court-circuit mobile 3 qui permet de régler leur fréquence de résonanceThe resonant input 1 and
Dans la cavité d'entrée 1, c'est généralement le mode TEM qui s'établit. Les champs magnétique
Dans ce mode TEM, le potentiel scalaire V varie entre le repère A et le repère E de la manière suivante :
Les courants réactifs I de surface sur les parois de la cavité ne sont pas non plus constants. La représentation qui est faite sur la figure 1b de la tension V et du courant I réactif (en valeur absolue) correspond à une longueur l de cavité entre le repère A et le repère E égale à λ/4. On a choisi un entier n nul pour simplifier. La tension V est représentée en traits pleins et le courant réactif I en pointillés.The reactive surface currents I on the walls of the cavity are also not constant. The representation which is made in FIG. 1b of the voltage V and of the reactive current I (in absolute value) corresponds to a length l of cavity between the reference A and the reference E equal to λ / 4. We chose an integer n zero to simplify. The voltage V is shown in solid lines and the reactive current I in dotted lines.
Entre le repère A et le repère E, la tension V suit sensiblement un quart de sinusoïde, cette tension V étant maximale (ventre de tension) pour l=0 au niveau du repère A et nulle (noeud de tension) pour l = λ/4 au niveau du repère E. Au sommet du tube, au niveau du repère A, sur l'axe XX', on a un circuit ouvert et au pied du tube, au niveau du repère E un court-circuit. Entre les repères B et D, aux deux extrémités de la zone active 10, la tension V et le courant I varient. Cela signifie que la cathode K n'est pas sollicitée de manière homogène dans sa partie active 10. On remarque aussi sur la figure 1b que le courant réactif I est plus important au niveau du repère D qu'au niveau du repère B. Cela implique qu'il se produit un échauffement du tube dans la partie (repère D) de sa zone active 10 la plus proche de son pied alors que c'est la partie de la zone active 10 la moins sollicitée. En effet le courant crête fourni est plus important en B qu'en D.Between the reference A and the reference E, the voltage V substantially follows a quarter of a sinusoid, this voltage V being maximum (belly of tension) for l = 0 at the level of reference A and zero (node of tension) for l = λ / 4 at the level of the mark E. At the top of the tube, at the level of the mark A, on the axis XX ', there is an open circuit and at the foot of the tube, at the level of the mark E a short circuit. Between the marks B and D, at the two ends of the
Dans ce type de tube, la hauteur de la zone active (intervalle BD) est limitée par la fréquence et par la puissance du tube. Plus la fréquence est grande, plus la variation de tension V est importante dans la zone active 10. La puissance du tube est limitée car il faut respecter un compromis entre la hauteur de la zone active 10 et le diamètre de la cathode K. Par exemple, les tubes les plus puissants fonctionnant en UHF ont une cathode K dont le diamètre est de l'ordre de 40 mm et dont la hauteur de la zone active vaut environ 2 cm.In this type of tube, the height of the active zone (BD interval) is limited by the frequency and the power of the tube. The higher the frequency, the greater the variation in voltage V in the
Il y a une quarantaine d'années, il a été proposé pour obtenir un tube ayant un meilleur rendement, une puissance et une fréquence plus importantes de placer un ventre de tension V dans la partie centrale de la zone active 10.Forty years ago, it was proposed to obtain a tube with better efficiency, power and frequency more important to place a belly of tension V in the central part of the
La figure 2a illustre schématiquement un tel tube. Cette figure est comparable à la figure 1a et les éléments qui se correspondent portent les mêmes références.Figure 2a schematically illustrates such a tube. This figure is comparable to Figure 1a and the elements which correspond have the same references.
Maintenant la cavité d'entrée 1' a été aménagée entre les repères A' et E'. Le repère C' qui correspond à la partie centrale de la zone active 10 est situé sur un ventre de tension V et donc un noeud de courant réactif l. La cavité d'entrée 1' est accordée en demi-onde. Cela signifie qu'entre le repère A' (sommet de la cavité) et le repère E' (pied du tube), la longueur électrique l' vaut:
Sur l'exemple des figures 2a,2b n est choisi égal à 1 pour simplifier. Maintenant la tension V évolue sensiblement comme une demi-sinusoïde.In the example of FIGS. 2a, 2b n is chosen equal to 1 for simplicity. Now the voltage V evolves substantially like a half-sinusoid.
C'est le sommet du tube qui a été modifié par rapport au tube de la figure 1a. En A' et en E' il y a des pistons 3 d'accord et la cavité d'entrée se termine par des court-circuits.It is the top of the tube which has been modified with respect to the tube of FIG. 1a. In A 'and E' there are
Par rapport à la figure 1a, on a supprimé la partie du tube située entre les repères A et C et elle a été remplacée par une partie identique à celle située entre les repères C et E. La nouvelle cavité d'entrée 1' représentée sur la figure 2a, comporte une zone active 10' entre les repères B' et D' et s'étend donc de part et d'autre de la zone active 10' vers le pied entre les repères D'et E' et vers le sommet entre les repères A' et B'. Cette cavité d'entrée 1' est maintenant symétrique par rapport à un plan normal à l'axe XX' passant par repère C'. La cavité d'entrée 1' représentée sur la figure 2a est équivalente à deux cavités d'entrée 1 de la figure 1a montées tête-bêche. La cavité de sortie 2' est aussi équivalente à deux cavités de sortie du tube de la figure 1a montées tête-bêche.Compared to FIG. 1a, the part of the tube situated between the marks A and C has been removed and it has been replaced by a part identical to that situated between the marks C and E. The new inlet cavity 1 ′ shown on FIG. 2a, has an active area 10 'between the marks B' and D 'and therefore extends on either side of the active area 10' towards the foot between the marks D'and E 'and towards the top between marks A 'and B'. This inlet cavity 1 'is now symmetrical with respect to a plane normal to the axis XX' passing through mark C '. The inlet cavity 1 'shown in Figure 2a is equivalent to two inlet cavities 1 in Figure 1a mounted head to tail. The
Cette configuration donne de bons résultats au point de vue électrique. Dans la zone active 10', la tension V varie très peu et le courant I n'est pas trop important. En revanche, cette structure est difficilement réalisable au point de vue mécanique car il est très délicat de conserver une bonne coaxialité entre la cathode K, et la grille de commande G1 puisqu'elles sont maintenant solidaires par leurs deux extrémités au pied et au sommet du tube. La distance entre la grille de commande G1 et la cathode K est de quelques dixièmes de millimètre dans la zone active alors que la hauteur de zone active vaut quelques dizaines de millimètres.This configuration gives good results from the electrical point of view. In the
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. Elle propose un tube à grille qui possède des performances électriques comparables à celles du tube de la figure 2a mais qui est beaucoup plus facile à fabriquer, plus simple à mettre en place chez l'utilisateur, et a donc un prix moins élevé.The present invention aims to remedy these drawbacks. It offers a grid tube which has electrical performance comparable to that of the tube in FIG. 2a but which is much easier to manufacture, simpler to install for the user, and therefore has a lower price.
Le tube électronique selon l'invention comporte des électrodes globalement cylindriques montées coaxialement autour d'un axe, parmi lesquelles une cathode entourée d'une grille. La cathode et la grille contribuent à délimiter une cavité résonante d'entrée comportant une zone active, cette cavité se prolonge de part et d'autre de la zone active. La cavité résonante d'entrée est repliée sur elle même, vers l'axe, d'un côté de la zone active. La partie centrale de la zone active est soumise à un ventre de tension.The electronic tube according to the invention comprises generally cylindrical electrodes mounted coaxially around an axis, including a cathode surrounded by a grid. The cathode and the grid contribute to delimiting an input resonant cavity comprising an active zone, this cavity extends on either side of the active zone. The resonant entry cavity is folded back on itself, towards the axis, on one side of the active zone. The central part of the active area is subjected to a tension belly.
De préférence, la cavité d'entrée se termine par deux extrémités qui contribuent à former le pied du tube.Preferably, the inlet cavity ends in two ends which contribute to forming the base of the tube.
Au moins une des extrémités de la cavité d'entrée peut être fermée par un piston de court-circuit de manière à accorder la fréquence du tube. Pour fonctionner dans une partie basse de la plage de fréquence du tube, les deux extrémités de la cavité peuvent être fermées par un piston de court-circuit.At least one end of the inlet cavity can be closed by a short-circuit piston so as to tune the frequency of the tube. To operate in a lower part of the frequency range of the tube, the two ends of the cavity can be closed by a short-circuit piston.
Pour fonctionner dans une partie haute de la plage de fréquences du tube, au moins une extrémité du tube peut former un circuit ouvert.Pour fonctionner dans une partie intermédiaire de la plage de fréquences du tube, au moins une extrémité du tube peut comporter une capacité connectée entre la grille et la cathode.To operate in a high part of the frequency range of the tube, at least one end of the tube can form an open circuit. To function in an intermediate part of the frequency range of the tube, at least one end of the tube can have a capacitance connected between the grid and the cathode.
La capacité pourra comporter un élément diélectrique plaqué contre l'une des électrodes à l'aide d'un dispositif de serrage conducteur.en contact avec l'autre électrode.The capacity may include a dielectric element pressed against one of the electrodes using a conductive clamping device. In contact with the other electrode.
De préférence le dispositif de serrage est amovible et la valeur de la capacité peut être ajustée en fonction des besoins.Preferably the clamping device is removable and the value of the capacity can be adjusted as required.
Le disposiff de serrage peut comporter un bouchon conducteur vissé dans un collet solidaire de l'autre électrode. Un ressort peut être utilisé pour améliorer le contact entre le collet et le bouchon.The clamping device may include a conductive plug screwed into a collar secured to the other electrode. A spring can be used to improve the contact between the collar and the plug.
L'élement diélectrique aura avantageusementune forme d'anneau. Il peut être réalisé en mica.The dielectric element will advantageously have the form of a ring. It can be made of mica.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les figures annexées qui représentent :
- les figures 1a et 1b, déjà décrites, respectivement une représentation schématique d'une tétrode de type connu et un graphique de la tension et du courant présents dans la cavité d'entrée;
- les figures 2a et 2b, déjà décrites, respectivement, une représentation schématique d'un tube connu formé de deux tétrodes tête-bêche et un graphique de la tension et du courant présents dans la cavité d'entrée;
- la figure 3 une coupe partielle d'un tube selon l'invention ;
- les figures 4a et 4b respectivement une représentation schématique du tube de la figure 3 et un graphique de la tension et du courant présents dans la cavité d'entrée;
- la figure 5 une coupe partielle d'une variante d'un tube selon l'invention ;
- les figures 6a et 6b respectivement une représentation schématique du tube de la figure 5 et un graphique de la tension et du courant présents dans la cavité d'entrée;
- la figure 7 une coupe partielle d'une autre variante d'un tube selon l'invention ;
- les figures 8a et 8b respectivement une représentation schématique du tube de la figure 7 et un graphique de la tension et du courant présents dans la cavité d'entrée.
- Figures 1a and 1b, already described, respectively a schematic representation of a tetrode of known type and a graph of the voltage and current present in the input cavity;
- Figures 2a and 2b, already described, respectively, a schematic representation of a known tube formed of two tetrodes head to tail and a graph of the voltage and current present in the input cavity;
- Figure 3 a partial section of a tube according to the invention;
- Figures 4a and 4b respectively a schematic representation of the tube of Figure 3 and a graph of the voltage and current present in the input cavity;
- Figure 5 a partial section of a variant of a tube according to the invention;
- Figures 6a and 6b respectively a schematic representation of the tube of Figure 5 and a graph of the voltage and current present in the input cavity;
- Figure 7 a partial section of another variant of a tube according to the invention;
- Figures 8a and 8b respectively a schematic representation of the tube of Figure 7 and a graph of the voltage and current present in the input cavity.
Sur ces figures les échelles ne sont pas respectées dans un souci de clarté.In these figures the scales are not respected for the sake of clarity.
La figure 3 montre de manière schématique et partielle un tube selon l'invention.Figure 3 shows schematically and partially a tube according to the invention.
Ce tube comporte de manière classique des électrodes globalement cylindriques montées coaxialement autour d'un axe XX'. On trouve donc une cathode K qui émet des électrons lorsqu'elle est chauffée. Cette cathode K est entourée d'une grille de commande G1, elle même entourée d'une grille-écran G2, elle même entourée d'une anode AN. Les électrons émis sont accélérés vers l'anode AN et traversent les grilles G1, G2. La cathode K et la grille de commande G1 contribuent à délimiter une cavité résonante d'entrée 34 dans laquelle un signal peut être injecté. La cavité d'entrée 34 comporte une zone active 30 entre les repères B' et D'. Elle se prolonge de part et d'autre de la zone active 30 entre les repères A' et B' et entre les repères D' et E'. De manière classique, au niveau du pied du tube 31 les électrodes sont espacées les unes des autres grâce à des espaceurs 33 isolants. Ces espaceurs 33 servent à isoler électriquement les électrodes les unes des autres, à les maintenir mécaniquement en position et à garantir une étanchéité au vide au niveau de la partie active 30 des électrodes.This tube conventionally comprises generally cylindrical electrodes mounted coaxially around an axis XX '. We therefore finds a cathode K which emits electrons when it is heated. This cathode K is surrounded by a control grid G1, itself surrounded by a screen grid G2, itself surrounded by an anode AN. The emitted electrons are accelerated towards the anode AN and pass through the gates G1, G2. The cathode K and the control grid G1 contribute to delimiting an input
La grille-écran G2 et l'anode A contribuent à délimiter une cavité résonante 35 de sortie d'où l'on peut extraire le signal amplifié. La cavité résonante de sortie 35 n'est représentée que partiellement pour éviter de surcharger la figure. C'est la partie de cette cavité de sortie 35 située au sommet 32 du tube qui a été omise. Dans cet exemple, la cavité 35 de sortie est terminée par un piston d'accord 37.The screen grid G2 and the anode A help to define an output
La cavité d'entrée 34 est accordée de manière à ce que la partie centrale (repère C') de la zone active 30 corresponde à un ventre de tension comme le montrent les figures 4a et 4b.The
Au lieu de posséder une symétrie par rapport à un plan normal à l'axe XX' passant par le repère C', la cavité résonante d'entrée 34 est repliée sur elle-même vers l'axe XX' d'un côté de la zone active 30. La partie repliée va du repère B' au repère A'. La cavité d'entrée 34 possède alors deux extrémités l'une extérieure radialement (repère E'), l'autre intérieure radialement (repère A') et ces deux extrémités contribuent à former le pied 31 du tube. Les problèmes de coaxialité ne se posent plus. Les deux extrémités de la cathode K et de la grille de commande G1 se terminent classiquement par des collets respectivement 38,39. Un seul connecteur sera utilisé pour recevoir le tube. Un tube selon l'invention peut alors être fabriqué et mis en place facilement à moindre coût. Par rapport au tube de la figure 2a, le tube selon l'invention sera plus compact ce qui est un avantage non négligeable.Instead of having symmetry with respect to a plane normal to the axis XX 'passing through the mark C', the
L'espace à l'intérieur de la cathode n'est pas utilisé dans les tubes classiques. Ici on y loge la partie repliée de la cavité résonante d'entrée 34.The space inside the cathode is not used in conventional tubes. Here we house the folded part of the
L'accord en fréquence de la cavité d'entrée 34 peut être réalisé par au moins un piston de court-circuit 36. Sur la figure 3, les deux extrémités de la cavité d'entrée 34 sont fermées par un tel piston. La cavité d'entrée 34 est alors accordée en demi-onde. La figure 4a représente très schématiquement la cavité d'entrée 34 et la figure 4b illustre la variation de la tension V et du courant réactif I (en valeur absolue) en fonction de la longueur électrique I de la cavité. Les deux pistons de court circuit sont situés au niveau des repères A' et E'.Frequency matching of the
On obtient une même variation de courant et de tension qu'à la figure 2b. Entre le repère A' et le repère C' la longueur électrique est de λ/4. Par rapport au tube de la figure 1a, la hauteur de la zone active 30 est plus importante ce qui permet d'atteindre des fréquences et des puissances plus importantes.The same variation in current and voltage is obtained as in FIG. 2b. Between the reference A 'and the reference C' the electrical length is λ / 4. Compared to the tube of FIG. 1a, the height of the
La configuration avec les deux pistons 36 de court-circuit permet généralement d'obtenir des fréquences basses dans la gamme UHF, par exemple entre 450 et 550 MHz.The configuration with the two short-
Pour pouvoir travailler dans la partie haute de la gamme UHF, par exemple entre 750 et 860 MHz, il est possible d'envisager qu'au moins une des extrémités de la cavité d'entrée 34 forme un circuit ouvert. C'est ce qu'illustre la figure 5. Elle montre une cavité d'entrée 34 entre les repères A' et E'. Une de ses extrémités se termine par un circuit ouvert au niveau du repère A'. Il s'agit de l'extrémité intérieure. Un piston de court-circuit 36 ferme l'extrémité extérieure de la cavité d'entrée 34 au niveau du repère E'.To be able to work in the upper part of the UHF range, for example between 750 and 860 MHz, it is possible to envisage that at least one of the ends of the
Concrètement, un fond conducteur 50 ferme l'extrémité intérieure de la grille de commande G1 et l'extrémité intérieure de la cathode K se termine classiquement par un collet 38. Le repère A' est situé à proximité de l'axe XX'. A cet endroit, la tension V est maximale. La cavité d'entrée 34 est alors accordée en trois-quart d'onde, comme le montre la figure 6b en liaison avec la figure 6a. Entre le repère A' et le repère C' la longueur électrique est de λ/2.Concretely, a conductive bottom 50 closes the inner end of the control grid G1 and the inner end of the cathode K conventionally ends with a
Pour pouvoir travailler à des fréquences intermédiaires, par exemple entre 550 et 750 MHz, il est possible d'équiper au moins une extrémité de la cavité d'entrée 34, d'une capacité connectée entre la cathode K et la grille de commande G1. C'est ce qu'illustre la figure 7 qui ne montre que le pied du tube. Une capacité 70 est montée au niveau de l'extrémité interne de la cavité. Elle comporte un élément diélectrique 71, en mica par exemple, qui est plaqué contre le collet 38 de la cathode K à l'aide d'un dispositif de serrage 75 conducteur. Le dispositif de serrage est de préférence amovible. L'élément diélectrique 71 a la forme d'un anneau. Son épaisseur mesurée selon l'axe XX' et sa superficie en contact avec le collet 38 déterminent la valeur de la capacité. Le dispositif de serrage 75 est électriquement et mécaniquement relié à la grille de commande G1. Le dispositif de serrage 75 comporte un bouchon 72 conducteur qui vient en contact avec l'anneau diélectrique 71 et des moyens de serrage 73 tels qu'une vis. La vis se visse dans un alésage 74 porté par le collet 39 de la grille de commande G1. L'alésage 74 est centré sur l'axe XX'. Le collet 38 de la cathode K et le bouchon 72 forment les armatures de la capacité.To be able to work at intermediate frequencies, for example between 550 and 750 MHz, it is possible to equip at least one end of the
Un ressort annulaire 76 peut être prévu pour assurer un bon contact entre le bouchon 72 et la périphérie du collet 39 de la grille de commande G1. Le bouchon 72 vient s'emboîter autour de la périphérie du collet 39 de la grille de commande G1.An
L'évolution de la tension et du courant réactif (en valeur absolue) est illustrée sur la figure 8b, la figure 8a montrant schématiquement la cavité d'entrée avec ses repères.The evolution of the voltage and the reactive current (in absolute value) is illustrated in Figure 8b, Figure 8a schematically showing the input cavity with its marks.
La capacité 70 est au niveau du repère A'. A ce niveau, il y a un ventre de tension et un noeud de courant. La longueur électrique entre le repère A' et le repère C' est comprise entre λ/4 et λ/2.The
La réalisation de la capacité est simple et ne pose pas de problème car l'anneau diélectrique 71 et le dispositif de serrage 75 ne sont pas soumis au vide. Un espaceur diélectrique 33 a été prévu entre le collet 38 de cathode K et celui 39 de la grille de commande G1 pour garantir l'étanchéité au vide.The realization of the capacity is simple and does not pose a problem because the
La valeur de la capacité 70 est fonction de l'épaisseur et de la superficie de l'anneau de diélectrique. Plus l'épaisseur est importante plus la capacité est faible. Le dispositif de serrage 75 peut être amovible et un changement de capacité est aisé. La description qui vient d'être faite de la capacité n'est qu'un exemple et d'autres variantes du dispositif de serrage notamment peuvent être envisagés sans sortir du cadre de l'invention.The value of the
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