FR2692087A1 - Appareil d'amplification de fréquence radio. - Google Patents
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Abstract
Un appareil d'amplification haute fréquence comportant un circuit d'amplification de fréquence radio qui agit en réponse à un signal d'onde de fréquence radio produit par un générateur de source (4) comprend un circuit de commutation (2) fonctionnellement connecté au générateur de source et produisant un signal d'excitation en réponse au signal venant du générateur de source, et un tube à vide (3) doté d'une grille de commande (CG) à laquelle le signald'excitation venant du circuit de commutation est appliqué. Le générateur de source produit un signal de déclenchement (TS) et la fréquence de commutation du circuit de commutation varie par modification de la fréquence du signal de déclenchement. On peut disposer un transformateur d'isolation entre le générateur desource et le circuit de commutation et connecter une source de puissance de polarisation au circuit de commutation.
Description
i La présente invention concerne un appareil d'amplification de fréquence
radio destiné à être utilisé avec un appareil de chauffage haute fréquence utilisé pour le chauffage et l'excitation de courant d'un plasma par application dune puissance de fréquence radio au plasma, comme par exemple dans un système de fusion nucléaire du type tokamak, ou dans un accélérateur permettant
d'accélérer des particules chargées en des particules à haute énergie.
La figure 10 est une vue simplifiée montrant un système de fusion du type tokamak, qui constitue un système de confinement de plasma au moyen d'un champ magnétique, et, dans un semblable système de fusion du type tokamak, un plasma 101 est confiné en forme de tore par un champ vertical Bv, un champ toroidal Bt orienté suivant la direction circonférentielle, et un champ poloidal Bp
créé par un courant de plasma Ip qui passe à l'intérieur du tore.
Le champ vertical Bv est créé, comme représenté sur la figure 11, par des bobines poloidales 102 disposées le long du tore de plasma 101, et le champ toroidal Bt est créé par des bobines toroidales 103 disposées de manière à former un moyen du type bobines de solénoïde circulaires Le courant de plasma Ip est produit par induction électromagnétique Le courant de plasma Ip a pour effet de faire varier rapidement le courant des bobines d'induction 104 disposées à la partie centrale du système de fusion du type tokamak et d'induire un champ électrique dans le plasma 101 par variation du flux magnétique avec le temps, de sorte que le courant de plasma Ip est produit par accélération d'électrons par le champ électrique. Le plasma 101 ainsi créé dans le système de fusion du type tokamak possède une température qui n'est simplement que de plusieurs dizaines de millions de degrés environ par lui-même, et, pour obtenir la température de plusieurs centaines de millions de degrés environ qui est nécessaire pour un réacteur de fusion nucléaire par exemple, il est nécessaire de chauffer le plasma par des moyens appropriés Un moyen de chauffer le plasma est représenté par ce que l'on appelle un procédé de chauffage cyclotronique ionique dans lequel une onde de haute fréquence dont la fréquence est synchronisée avec le mouvement tournant, c'est-à-dire le mouvement cyclotronique, des ions dans le champ magnétique est amenée à provoquer une résonance en fréquence et, ainsi, à
appliquer l'énergie haute fréquence aux ions.
La figure 12 représente la disposition générale d'un dispositif de chauffage cyclotronique ionique normalisé du type dans lequel la puissance de fréquence radio est fournie à quatre antennes 115 Dans le dispositif de chauffage cyclotronique ionique, une fréquence de petite puissance produite par un oscillateur de source, ou générateur de source, 110 est divisée en quatre parties, et une amplification de puissance est effectuée par application de la différence de phase nécessaire au chauffage des lignes respectives au moyen de convertisseurs de phase 111 Puisque la puissance de fréquence radio venant de l'oscillateur de source 110 est très petite et qu'il est donc impossible d'amplifier la puissance en
utilisant un tube à vide, la puissance est initialement amplifiée par un préampli-
ficateur 112 jusqu'à un niveau de puissance approprié, et la puissance amplifiée est
ensuite appliquée à un amplificateur de puissance 120.
Le système de chauffage comporte quatre amplificateurs de puissance qui sont chacun constitués d'un amplificateur de faible puissance (LPA) 121, d'un amplificateur de puissance intermédiaire (IPA) 122 et d'un amplificateur de haute puissance (HPA) 123, qui amplifie la puissance de fréquence radio depuis
l'ordre du kilowatt jusqu'à l'ordre des méghawatts.
La haute fréquence fournie par l'amplificateur de puissance 120 est transmise à l'antenne 115 par l'intermédiaire d'un système d'adaptation d'impédance (IMS) 114 via une ligne de transfert 113 De façon générale, comme l'impédance d'entrée de l'antenne 115 diffère de l'impédance caractéristique, le système d'adaptation d'impédance 114, constitué d'un adaptateur à ligne, est
disposé sur le trajet de la ligne de transfert 113.
Un système de chauffage de fréquence radio classique vise principale-
ment à chauffer le plasma, mais, récemment, on a étudié une technique d'excitation de courant de fréquence radio permettant de produire un courant dans le plasma, puisqu'il devient possible de faire passer le courant de façon continue dans le plasma du sytème de fusion du type tokamak en utilisant la fréquence radio, ce cas
étant différent de celui correspondant à la technique de l'induction électromagné-
tique Des expériences ont également été effectuées sur l'excitation de courant permettant d'accélérer des électrons au moyen de la fréquence radio dans le système de chauffage cyclotronique ionique Dans ce cas, il est nécessaire de faire passer le niveau de fréquence à celui du chauffage pour éviter l'absorption de la
fréquence radio par les ions.
De plus, dans l'appareil de chauffage par fréquence radio classique, les
électrons sont accélérés dans une seule direction Par conséquent, comme repré-
senté sur la figure 13, lorsque la fréquence radio est appliquée au plasma par l'antenne 115 (par exemple 115 a à 115 d), il est nécessaire de fixer une différence de phase, qui est différente de celle employée au moment du chauffage, entre les antennes respectives 115 a à 115 d afin que des ondes progressives soient formées par les ondes électromagnétiques Comme représenté sur la figure 13, les antennes a à 115 d sont respectivement connectées aux conducteurs internes 117 et aux
conducteurs externes 118 par l'intermédiaire d'un conducteur de retour 116.
Dans l'hypothèse du fonctionnement d'un futur réacteur de fusion nucléaire, il n'est pas avantageux de placer de manière séparée le moyen de chauffage et le moyen d'excitation de courant du système eu égard à la réduction des coûts de construction et de l'encombrement, et il est donc hautement nécessaire de prévoir un seul système qui puisse effectuer les opérations de chauffage et d'excitation de courant Dans ces conditions, il est nécessaire que l'appareil d'amplification de fréquence radio effectue facilement et en un temps bref le
changement de fréquence.
Toutefois, si un tel système effectuant les opérations de chauffage et d'excitation de courant est réalisé, il sera nécessaire de modifier la fréquence et la différence de phase pendant le fonctionnement Le changement de la différence de phase s'effectue à l'aide d'un circuit électronique ayant un temps relativement court, mais le changement de fréquence demande un temps relativement plus important, pour la raison expliquée ci-dessous Bien que la puissance de fréquence radio doive être interrompue pendant le changement, le rendement d'excitation de courant est extrêmement abaissé par l'interruption de la puissance de fréquence radio, pour laquelle la température du plasma, en particulier la température électronique, s'abaisse Pour cette raison, il est nécessaire de rendre aussi court que
possible le temps de transfert du mode chauffage au mode excitation de courant.
En dépit du fait ci-dessus exposé, pour changer la fréquence, il est nécessaire de changer non seulement la fréquence d'oscillation de l'oscillateur de
source 110, mais aussi les fréquences d'accord des circuits de sortie des amplifi-
cateurs respectifs 121, 122 et 123 constituant l'appareil d'amplification de puissance 120, ainsi que les circuits de sortie eux- mêmes Par exemple, sur la
figure 14, qui montre un exemple d'un résonnateur du circuit de sortie de l'ampli-
ficateur, il est montré une cavité résonnante du type rentrante normalisée dans laquelle sont disposés un conducteur interne 131 et un conducteur externe 132, et, lorsque cette cavité résonnante 130 est utilisée, on fait varier la fréquence d'accord en modifiant la distance L par déplacement d'une plaque de court-circuit 133
suivant la direction axiale des conducteurs interne 131 et externe 132.
Par conséquent, lors du changement de la fréquence, le temps nécessaire au déplacement de la plaque de court-circuit 133 et à l'ajustement de la fréquence d'accord s'ajoute Comme représenté sur la figure 12, dans le cas d'un amplificateur à trois étages, le réglage d'accord doit être effectué généralement en six parties sur les côtés d'entrée et de sortie, ce qui impose un temps de réglage très
important et par conséquent se révèle peu commode en pratique.
Un contact métallique 134 est fixé à la plaque de court-circuit 133 sous une pression d'appui constante afin d'assurer un contact électrique et, de façon générale, puisque plusieurs semblables contacts métalliques 134 sont prévus suivant la direction circonférentielle de la plaque de courtcircuit 133, il est difficile de déplacer de façon instantanée la plaque de court-circuit 133 afin de changer la fréquence d'accord Au contraire, augmenter la vitesse de déplacement de la plaque de court- circuit 133 abaisserait la capacité de contact des contacts
métalliques 134, ce qui entraînerait un abaissement de la fiabilité et un raccourcis-
sement de la durée de vie utile et, dans certains cas, il pourrait en résulter des inconvénients pour le moyen de production de force d'entraînement qui sert à
déplacer la plaque de court-circuit 133.
Un but de l'invention est d'éliminer sensiblement les défauts et les inconvénients rencontrés par la technique antérieure et de produire un appareil
d'amplification de fréquence radio ayant une structure simple et pouvant facile-
ment changer la fréquence, par incorporation d'un moyen formant un circuit de
commutation à un circuit d'amplification de fréquence radio de l'appareil.
On réalise ce but selon l'invention, ainsi que d'autres buts, en produisant un appareil d'amplification de fréquence radio qui comporte un circuit d'amplification de fréquence radio qui agit sous commande d'un signal de ronde de fréquence radio créé par un générateur de source, l'appareil comprenant:
un moyen formant un circuit de commutation qui est fonctionnel-
lement connecté au générateur de source et, qui produit un signal d'excitation en réponse au signal venant du générateur de source; et un tube à vide doté d'une grille de commande à laquelle est appliqué le
signal d'excitation venant du moyen formant un circuit de commutation.
Dans des modes de réalisation préférés, le moyen formant un circuit de commutation est composé d'un élément semiconducteur Le signal produit par le
générateur de source est un signal de déclenchement, et la fréquence de commuta-
tion du moyen formant un circuit de commutation est modifiée par modification de
la fréquence du signal de déclenchement.
L'appareil comprend en outre un moyen permettant de modifier la tension d'application continue du moyen formant un circuit de commutation afin de commander la tension de sortie, o la largeur d'une impulsion de sortie du moyen formant un circuit de commutation est commandée par modification de la largeur d'une impulsion du signal de déclenchement, la puissance de sortie étant commandée de cette manière L'appareil comprend en outre un moyen d'isolation vis-à-vis du courant continu, disposé entre le générateur de source et le moyen formant un circuit de commutation, et une source d'alimentation en tension de polarisation qui est connectée au moyen formant un circuit de commutation Le moyen d'isolation vis-à-vis du courant continu est un transformateur d'isolation, et le moyen formant un circuit de commutation comprend un transistor à effet de champ du type métal-oxyde-semiconducteur possédant une grille à laquelle le signal de déclenchement est appliqué par l'intermédiaire du transformateur d'isolation, ce qui permet de maintenir constant le potentiel entier du transistor à
effet de champ métal-oxyde-semiconducteur.
L'appareil d'amplification de fréquence radio comprend en outre un
distributeur de signal de déclenchement servant à diviser le signal de déclenche-
ment en deux parties présentant un déphasage de 180 ' entre elles, et le moyen formant un circuit de commutation comporte au moins un élément à signal de marche servant à commander le positionnement temporel du début de l'onde de fréquence de sortie du moyen formant un circuit de commutation et au moins un élément à signal d'arrêt servant à commander son positionnement temporel d'arrêt, les éléments à signaux de marche et d'arrêt étant connectés en série, si bien que l'onde de fréquence de sortie est appliquée, depuis une partie intermédiaire située entre les éléments à signaux de marche et d'arrêt, à la grille de commande du tube à
vide, au titre de signal d'excitation.
Le moyen formant un circuit de commutation peut comporter plusieurs éléments à signal de marche et plusieurs éléments à signal d'arrêt, qui sont chacun
en montage parallèle direct.
L'extrémité de sortie du moyen formant un circuit de commutation est directement connectée à l'électrode d'entrée de la grille de commande du tube à
vide.
La fréquence de commutation du moyen formant un circuit de commutation est rendue égale à 1/n (n étant un entier naturel) d'une fréquence de
sortie prédéterminée.
Avec l'appareil d'amplification de fréquence radio selon l'invention ayant les particularités ci-dessus décrites, le signal d'entrée servant à l'excitation du tube à vide est produit par le circuit de commutation, de sorte qu'aucun tube à vide effectuant une préamplification n'est nécessaire pour la réalisation du tube à vide servant à l'amplification et qu'une grande puissance peut être directement excitée, le résultat étant qu'il n'y a aucun besoin d'amplification à plusieurs étages et que la mise en place d'un circuit d'accord d'entrée est également éliminée, au contraire de la technique antérieure. Ainsi, la structure de l'appareil d'amplification est rendue simple et sa fiabilité peut donc être améliorée, ceci conduisant à un raccourcissement du temps
nécessaire au changement de fréquence.
La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise
à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels:
la figure 1 représente la disposition du circuit d'un appareil d'amplifi-
cation de fréquence radio selon un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 2 représente un circuit de commutation du premier mode de réalisation de la figure 1; la figure 3 représente un circuit permettant de polariser le circuit de commutation selon un deuxième mode de réalisation de l'invention; les figures 4 A et 4 B sont des vues servant à expliquer les changements de l'amplification en fonction des changements des tensions de polarisation; la figure 5 représente la forme d'onde d'un signal de déclenchement rectangulaire;
la figure 6 représente le circuit de commutation d'un appareil d'ampli-
fication de fréquence radio selon un troisième mode de réalisation de l'invention; la figure 7 représente la forme d'onde d'une onde d'entrée d'excitation déformée;
la figure 8 représente la disposition du circuit d'un élément de com-
mutation dans le cas d'un grand signal d'entrée d'excitation; les figures 9 A et 9 B représentent les formes d'onde de signaux servant à l'excitation dans un quatrième mode de réalisation de l'appareil d'amplification de fréquence radio selon l'invention; la figure 10 représente un modèle simplifié d'un plasma tokamak général; la figure 11 est une vue en perspective représentant la disposition des bobines du système de fusion de type tokamak; la figure 12 est un schéma fonctionnel montrant la disposition d'un système de chauffage cyclotronique ionique normalisé de la technique antérieure; la figure 13 est une vue en perspective d'un dispositif faisant fonction d'antenne qui est utilisé dans le système de chauffage cyclotronique ionique de la figure 12; et la figure 14 est une vue simplifiée montrant un exemple de cavité résonnante utilisée dans le circuit d'accord de sortie d'un amplificateur de puissance. On va décrire ci-après un premier mode de réalisation d'un appareil d'amplification de fréquence radio selon l'invention, en relation avec la structure de
base représentée sur la figure 1.
Le premier mode de réalisation représente un exemple qui est appliqué à un circuit amplificateur, du type à cathode mise à la terre, utilisant une tétrode, c'est-à-dire un tube à quatre électrodes, et sa structure de base est sensiblement identique à celle représentée sur la figure 12, comme appareil d'amplification, sauf
que les éléments de préamplification tels que le préamplificateur 112, l'amplifi-
cateur de faible puissance 121 du dispositif d'amplification de puissance 120 et l'amplificateur de puissance intermédiaire 122 sont remplacés par un circuit de
commutation 2, ce qui constitue une différence de structure importante.
Ainsi, l'appareil d'amplification de fréquence radio 1 du présent mode de réalisation est équipé du circuit de commutation 2 et d'un tube à vide 3, o un signal de déclenchement TG venant d'un oscillateur de source, ou générateur de source, 4 est appliqué au circuit de commutation 2, et le signal de sortie de ce circuit de commutation est directement appliqué à une grille de commande CG du
tube 3.
Par exemple, pour le circuit de commutation 2, on peut utiliser un
MOSFET (transistor à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur) 20, repré-
senté sur la figure 2 Le MOSFET 20 possède une partie drain D, à laquelle une source de courant continu 5 est connectée, et une source S connectée à la terre par l'intermédiaire d'une résistance 21 Le signal de déclenchement TS venant de l'oscillateur de source 4 est appliqué à une grille G du MOSFET 20, et le signal d'entrée d'excitation de la grille de commande CG du tube 3 est prélevé sur la source S. Le mode de réalisation ayant la structure ci-dessus indiquée
fonctionne de la manière suivante.
Avec l'appareil d'amplification de fréquence radio 1 du présent mode de réalisation, l'oscillateur de source 4 produit un signal de fréquence radio ayant une petite puissance comme signal de déclenchement TS à destination du circuit de
commutation 2, afin d'effectuer la commutation marche-arrêt, ou fermeture-
ouverture, de la tension continue appliquée par la source d'alimentation électrique en courant continu 5 En synchronisme avec ces opérations, un courant passe dans la résistance 21 du MOSFET 20, ce qui crée un potentiel électrique entre les deux extrémités de la résistance 21.
Par conséquent, la fréquence du signal de sortie du circuit de commu-
tation 2 est la même que celle de l'oscillateur de source 4, et le circuit de commu-
tation 2 peut donc créer un signal d'entrée d'excitation ES ayant la tension néces-
saire pour l'excitation du tube 3 De plus, puisque l'extrémité de sortie du circuit de commutation 2 est directement connectée à la grille de commande CG du tube 3, le signal d'entrée d'excitation ES peut être amplifié jusqu'à un grand niveau de puissance, tel que 1 MW, par commande du flux d'électrons se dirigeant vers une
anode P, en provenance d'une cathode K, au moyen de la grille de commande CG.
Comme décrit ci-dessus, avec ce mode de réalisation, puisqu'on n'utilise aucun moyen de préamplification possédant un circuit d'accord, toute la structure de l'appareil peut être rendue compacte Le travail de réglage d'accord, effectué au moment du changement de fréquence, peut n'être effectué que pour la cavité de sortie du tube 3, à la position finale, ce qui raccourcit remarquablement le temps nécessaire à l'opération de changement de fréquence De plus, le signal de
sortie peut être modifié par changement de la tension VD de la source d'alimenta-
tion en courant continu 4, et, de même, la commande d'onde de l'impulsion de
sortie peut aussi être effectuée.
La figure 3 représente un deuxième mode de réalisation de l'appareil d'amplification de fréquence radio selon l'invention, et des numéros de référence identiques ont été adjoints aux éléments correspondant à ceux du premier mode de réalisation. Dans ce deuxième mode de réalisation, une tension de polarisation constante VB est appliquée au circuit de commutation 2, un transformateur
d'isolation 22 est connecté entre l'oscillateur de source 4 et le circuit de commuta-
tion 2, et une source de puissance de polarisation 23 est connectée à la grille G du
MOSFET 20 via la résistance 21.
Avec le deuxième mode de réalisation de la structure ci-dessus décrite, le signal de déclenchement TS venant de l'oscillateur de source 4 est appliqué à la
grille G du MOSEET 20 du circuit de commutation 2 via une partie isolante vis-à-
vis du courant continu du transformateur d'isolation 22, et la tension de polarisa-
tion VB est appliquée par la source de puissance de polarisation 23 incorporée sur
le côté de la source S, ce qui maintient constant le potentiel du circuit de commu-
tation tout entier.
Par conséquent, on peut modifier l'état amplifié du tube 3, comme représenté par les courbes caractéristiques 30 de la tension de grille Eg et du courant d'anode Ip représentées sur les figures 4 A et 4 B, en changeant la tension de polarisation VB de la source de puissance de polarisation 23 Les graphes des figures 4 A et 4 B montrent comment les courants d'anode Ip font varier les ondes 33 de courant d'anode par modification des tensions centrales 32 des signaux
d'entrée d'excitation 31.
Dans le cas d'une tension nulle ( O V) pour la tension de polarisation VB, l'amplification devient une amplification dite de classe "A", comme représenté sur la figure 4 A, et, inversement, lorsque la tension centrale 32 est placée en une position o Ip = 0, comme représenté sur la figure 4 B, par application de la tension
de polarisation VB, l'amplification devient une amplification de classe "C".
Comme décrit ci-dessus, avec ce mode de réalisation, il devient possible d'exciter le tube 3 avec un rendement élevé en modifiant la tension de polarisation VB et, par conséquent, on peut produire un appareil d'amplification de fréquence radio ayant un rendement élevé de conversion d'énergie En outre, on
peut également commander le niveau de sortie en changeant la tension de polari-
sation VB.
De plus, dans l'appareil d'amplification de fréquence radio ayant la structure ci-dessus décrite, dans le cas représenté sur la figure 5 o le signal de déclenchement TS est constitué d'un train d'impulsions rectangulaires, on peut réaliser un rendement d'excitation élevé comme pour le cas de l'amplification de classe "C" en rendant la largeur d'impulsion Tl courte, c'est-à-dire inférieure à la moitié d'un cycle T 2 Puisque la valeur moyenne du courant d'anode Ip varie
lorsque la largeur d'impulsion Tl varie, on peut commander le niveau de sortie.
La figure 6 représente un troisième mode de réalisation de l'appareil d'amplification de fréquence radio selon l'invention et des numéros de référence identiques ont été adjoints aux éléments correspondant à ceux du premier mode de réalisation. Ce troisième mode de réalisation représente un exemple dans lequel la fréquence de l'onde de fréquence radio utilisée devient élevée et, par conséquent, on ne peut pas ignorer l'influence de la capacité électrostatique de la grille de commande CG elle-même du tube 3 Ainsi, lorsque la fréquence devient élevée, il faut beaucoup de temps pour décharger les charges électriques accumulées sur la capacité électrostatique de la grille de commande CG elle-même, de sorte que la forme d'onde de la puissance de sortie venant du circuit de commutation 2 s'écarte de la forme rectangulaire pour prendre une forme traînante, comme représenté sur la figure 7 Ce phénomène constitue un défaut important pour la commande à rendement élevé de l'opération d'amplification en classe "C". Pour éviter ce défaut, selon ce troisième mode de réalisation tel que représenté sur la figure 6, on divise le signal de déclenchement TS venant du
générateur de source, ou oscillateur de source, 4 et on le répartit en deux compo-
santes au moyen d'un distributeur de signal de déclenchement 24, les deux com-
posantes ayant par exemple un déphasage mutuel de 180 ' et formant un signal T Si de déclenchement de marche et un signal T 52 de déclenchement d'arrêt, et, par conséquent, un élément 25 à signal de marche conçu pour commander le positionnement temporel du début de l'onde de sortie du circuit de commutation 2 et un élément 26 à signal d'arrêt conçu pour commander le positionnement temporel de la fin de l'onde de sortie La source S associée à l'élément à signal de marche 25 et le drain D associé à l'élément à signal d'arrêt 26 sont directement connectés, et le signal d'entrée d'excitation devant être appliqué à la grille de commande CG du tube 3 est prélevé sur cette partie de connexion La tension VD de la source d'alimentation en courant continu est appliquée au drain D de l'élément à signal de marche 25 L'élément à signal de marche 25, l'élément à
signal d'arrêt 26 et la source d'alimentation en courant continu 5 sont poten-
tiellement polarisés par la source de puissance de polarisation 23 Deux signaux de déclenchement T 51 et T 52 sont respectivement appliqués aux grilles G des
éléments 25 et 26 via des transformateurs d'isolation 27 et 28.
Le troisième mode de réalisation de la structure ci-dessus décrite
fonctionne de la manière suivante.
A l'instant de début de l'onde de sortie du circuit de commutation 2, seul l'élément à signal de marche 25 est activé dans un état de validation par le
signal de déclenchement de marche l 51, et la tension VD de la source d'alimen-
tation en courant continu 5 est appliquée à la grille de commande CG en corres-
pondance avec la largeur temporelle du signal de déclenchement lS Ensuite, l'élément à signal d'arrêt 26 est activé par le signal de déclenchement d'arrêt I 52
de manière à faire décharger la charge accumulée dans la grille de commande CG.
Grâce à ces opérations, on peut éliminer des ondes d'entrée d'excitation les ondes traînantes représentées sur la figure 7, et on peut amplifier la fréquence,
par exemple une fréquence de plusieurs dizaines de méghahertz, avec un rende-
il ment élevé et sans déformation des formes des ondes de sortie du circuit de commutation 2 Dans le cas o un grand signal d'entrée d'excitation est nécessaire, on disposera plusieurs éléments à signal de marche et plusieurs éléments à signal d'arrêt, comme représenté sur la figure 8, o les éléments à signal de marche 25 a à 25 f et les éléments à signal d'arrêt 26 a à 26 f sont disposés en montages série- parallèle. Les figure 9 A et 9 B représentent un quatrième mode de réalisation de l'appareil d'amplification de fréquence radio selon l'invention, et des numéros de référence identiques sont adjoints aux éléments correspondant à ceux du premier
mode de réalisation.
Le quatrième mode de réalisation des figures 9 A et 9 B comporte lastructure de circuit de la figure 1 et, lorsque la fréquence du signal de sortie du tube 3 est désignée par fi, la fréquence du signal d'entrée d'excitation est généralement désignée elle aussi par fi Toutefois, dans les cas o les caractéristiques de fréquence radio des signaux d'entrée du circuit de commutation 2 et de la grille de
commande CG ne sont pas assurées à un niveau suffisamment élevé pour l'excita-
tion de la fréquence fi, il est possible d'amplifier le signal d'entrée d'excitation un nombre entier de fois en utilisant une fréquence valant l/n fois la fréquence directe
f (n étant un entier naturel).
Par exemple, comme représenté sur la figure 9 A, le signal d'entrée d'excitation se rapportant à la haute fréquence qui possède des ondes de sortie de période T 2 possède une fréquence valant la moitié ( 1/2) de la période 212 double de la période 12, comme représenté sur la figure 9 B Par conséquent, on peut réaliser une amplification de fréquence radio à environ 100 M Hz sans être limité par les caractéristiques de fréquence du signal d'entrée de l'élément de commutation et du signal d'entrée d'excitation, ce qui autorise une fabrication et un
réglage faciles.
Comme décrit ci-dessus, avec l'appareil d'amplification de fréquence radio selon l'invention, on produit le signal d'excitation d'un tube à vide permettant l'amplification de grandes puissances en mettant en place un circuit de commutation, si bien que la structure de l'appareil d'amplification peut être rendue
extrêmement simple et que la fiabilité peut être améliorée L'opération de change-
ment de fréquence peut également être simplifiée, ce qui raccourcit le temps de travail. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir de
l'appareil dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et
nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention.
Claims (12)
1 Appareil d'amplification de fréquence radio, comportant un circuit d'amplification de fréquence radio qui agit en réponse à un signal d'onde de haute fréquence produit par un générateur de source ( 4), caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen ( 2) formant un circuit de commutation, fonctionnellement connecté au générateur de source et produisant un signal d'excitation en réponse au signal venant du générateur de source; et un tube à vide ( 3) doté d'une partie d'entrée d'excitation à laquelle le signal d&excitation venant du moyen formant un circuit de commutation est appliqué. 2 Appareil d'amplification de fréquence radio selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen formant un circuit de commutation est composé
par un élément à semiconducteur.
3 Appareil d'amplification de fréquence radio selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit élément à semiconducteur est un transistor à effet de
champ ( 20).
4 Appareil d'amplification de fréquence radio selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie d'entrée d'excitation est constituée par une grille
de commande (CG) du tube à vide.
Appareil d'amplification de fréquence radio selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal produit par le générateur de source est un signal de déclenchement (TS) et en ce que la fréquence de commutation du moyen formant un circuit de commutation est modifiée par des variations de la fréquence du signal
de déclenchement.
6 Appareil d'amplification de fréquence radio selon la revendication 5, caractérisé en outre en ce qu'il comprend un moyen permettant de faire varier la tension d'application continue du moyen formant un circuit de commutation afin
de commander la tension de sortie.
7 Appareil d'amplification de fréquence radio selon la revendication 6, caractérisé en ce que la largeur d'une impulsion de sortie du moyen formant un circuit de commutation est commandée par modification de la largeur d'une impulsion du signal de déclenchement, si bien que la puissance de sortie est ainsi commandée. 8 Appareil d'amplification de fréquence radio selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen ( 22) d'isolation par rapport au courant continu, qui est disposé entre le générateur de source et le moyen formant un circuit de commutation, et une source de puissance de polarisation ( 23) connectée au moyen formant un circuit de commutation.
9 Appareil d'amplification de fréquence radio selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit moyen d'isolation vis-à- vis du courant continu est un transformateur d'isolation et le moyen formant un circuit de commutation comprend un transistor à effet de champ du type métal-oxyde-semiconducteur ( 20) ayant une grille (G) à laquelle le signal de déclenchement est appliqué via le transformateur d'isolation, de manière à maintenir constant le potentiel global du
transistor à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur.
Appareil d'amplification de fréquence radio selon la revendication 9, caractérisé en ce que la puissance de sortie est commandée par modification de la tension de la source de puissance de polarisation relative au moyen formant un
circuit de commutation.
11 Appareil d'amplification de fréquence radio selon la revendication 9,
caractérisé en ce qu'il comprend un moyen servant à diviser le signal de déclen-
chement en deux parties mutuellement déphasées de 180 ', et en ce que ledit moyen formant un circuit de commutation comporte au moins un élément à signal de marche ( 25) servant à commander le positionnement temporel du début de l'onde de fréquence de sortie du moyen formant un circuit de commutation et au moins un élément à signal d'arrêt ( 26) servant à commander son positionnement temporel d'arrêt, lesdits éléments à signaux de marche et d'arrêt étant connectés en série, de
sorte que l'onde de fréquence de sortie est appliquée depuis une partie intermé-
diaire, située entre les éléments à signaux de marche et d'arrêt, à la partie d'entrée
dexcitation du tube à vide au titre de signal d'excitation.
12 Appareil d'amplification de fréquence radio selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit moyen de division du signal de déclenchement est composé par un distributeur ( 24) de signal de déclenchement disposé entre le
générateur de source et le moyen formant un circuit de commutation.
13 Appareil d'amplification de fréquence radio selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit élément à signal de marche possède une source (S) et ledit élément à signal d'arrêt possède un drain (D) qui est directement connecté à la
source de l'élément à signal de marche.
14 Appareil d'amplification de fréquence radio selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit moyen formant un circuit de commutation comporte plusieurs éléments à signal de marche et plusieurs éléments à signal d'arrêt, chacun
étant suivant un montage parallèle direct.
15 Appareil d'amplification de fréquence radio selon la revendication 1,
caractérisé en ce que lextrémité de sortie du moyen formant un circuit de commu-
tation est directement connecté à l'électrode d'entrée de la partie d'entrée d'excita-
tion du tube à vide.
16 Appareil d'amplification de fréquence radio selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on donne à la fréquence de commutation du moyen formant un circuit de commutation une valeur égale à 1/n (a étant un entier naturel) d'une
fréquence de sortie prédéterminée.
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