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PERFECTIONNEMENT AUX GENERATEUR D'OSCILLATIONS A ELEMENT PIEZOELECTRIQUE. la présente invention est relative aux générateurs d'oscillations comprenant un élément piezoélectrique, et son objet est de créer une méthode améliorée et des moyens par lesquels les oscillations de l'élément piézoélec- trique formant partie de ce générateur, peuvent être aisément amorcées et subséquemnent maintenues ou reproduites à une fréquence prédéterminée.
Il est bien connu qu'un élément piézoélectrique oscillant, tel qu' une plaque ou disque de quartz, continue à osciller lorsqu'il est soumis à une tension d'unefréquence qui dépend de ses dimesions. Lorsqu'un élément piézo-
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électrique est employé pour prédéterminer la fréquence d'oscillations d'un circuit qui comprend un tube électronique, les oscillations de l'élément piézoélectrique sont apparemment amorcées par les variations relativement fai- bles de l'émission électronique de la cathode du tube. Ces légères variations modifient la tension électrostatique appliquée à l'élément, et engendrent un train d'ondes de compression et de dilatation dans l'élément, à une fréquence qui dépens, de ses dimensions.
Le train d'ondes relativement faibles ainsi en- gendrées créent, par leur action mécanique sur l'élément, des forces électro- motrices d'une fréquence déterminée, que l'on peut appliquer à la grille du tube à décharge électronique, et ces forcesélectromotrices amplifient les ten- sions électrostatiques originellement faibles appliequées à l'élément piézoé@@ -trique, à tel point qu'elle détermine la fréquence d'oscillations du circuit de débit du générateur.
Lorsqu'on utilise un élément piézoélectrique pour prédéterminer la fréquence d'oscillations d'un circuit, on rencontre des difficultés à dis- poser les circuits de telle sorte que le générateur fonctionne toujours à une fréquence qui peut être reproduite et qui n'est pas affectée par l'action ré- troactive du circuit de débit du générateur. Cette difficulté est due en gran- de partie à ce qu'un élément piézoélectrique peut osciller à plusieurs fréquen- ces différentes.
Conformément à l'invention, le fonctionnement du générateur, à une fréquence qui peut être aisément reproduite, est assuré par l'emploi d'un tube à décharge électronique ayant une conductance mutuelle élevée., relié à un circuit accordé sur une fréquence supérieure à celle pour laquelle on désire faire fonctionner le générateur, et le couplage rétroactif du circuit de débit est empêché par un amplificateur thermionique du type ayant une grille-écran auxiliaire interposée entre sa grille de commande et son anode.
L'invention sera mieux comprise en se référant à la description suivante et au dessin qui l'accompagne, sur lequel on a représenté un généra- teur d'oscillations 1 qui comprend un élément piézoélectrique 2, un tube à décharge électronique 3 ; unamplificateur thermionique 4 qui est accouplé au générateur 1, par l'intermédiaire de moyens représentés comme un condensateur 5, et un circuit de débit 8 accouplé à l'amplificateur 4, per l'intermédiaire
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d'un transformateur 9f Le tube à décharge électronique 3 comprend une cathode
10, des grilles de charge d'espace et de commande 11 et 12 et une anode 13.
L'amplificateur 4 est pourvu d'une cathode 14, d'une grille-écran 16, d'une grille de commande 15, et d'une anode 17. Les cathodes 10 et 14 sont alimentées de courant de chauffage par une source 18.
La cathode 10 est connectée à la grille de commande 12, par l'in- termédiaire d'un élément piézoélectrique shunté par une résistance de fuite
19, à la grille de charge d'espace 11, par l'intermédiaire d'une prise de cou- rant de basse tension 20, de la source de courant d'anode 21, et-à l'anode 13, par l'intermédiaire de la source 21 et d'une réactance 22 qui est, de préféren- ce, d'une impédance juste suffisamment élevée pour assurer le fonctionnement du générateur d'oscillations.
Le courant de débit de l'amplificateur 4 est ali- menté par la source 23 connectée entre la cathode 14 et l'anode 17, par l'in- termédiaire d'un circuit accordé qui comprend un condensateur 24 et l'enroule- ment primaire d'un transformateur 9. @@ peut remarquer que la grille-éotan 16 est connectée à une borne de basse tension 25 de la source 23, et que la gril- le de commande 15 est connectée à la cathode 14, par l'intermédiaire d'une ré- sistance 27 et de moyens d'appliquer à la grille une tension de réglage repré- sentée par une batterie 26.
Pour que le générateur 1 fonctionne de façon stable, il est né- cessaire que certaines conditions essentielles soient remplies; il convient que la fréquence naturelle du circuit comprenant la réactance 22, soit élevée relativement à la fréquence d'oscillations mécaniques naturelles du cristal, de manière que l'oscillation de l'élément piézoélectrique 2 s'établisse à une fréquence qui est exactement reproduite,, chaque fois que le générateur est mis en oscillations. Si, toutefois, l'impédance de ce circuit est diminuée jusqu'à une certaine valeur, le dispositif 5 n'oscille pas et le générateur 1 ne fonc- tionne pas.
Le fonctionnement du générateur à une fréquence bien définie pou- vant être reproduite, est assuré lorsque le circuit d'anode du tube 3 est ac- cordé sur une fréquence approximativement double,, ou plus du double de celle sur laquelle on désire faire fonctionner le générateur.
Dans ces conditions, le rapport d'amplificatione du tube 3 est généralement si faible, par suite de la faible impédance de la charge 22 du circuit de plaque, à la fréquence @
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désirée, que le générateur ne fonctionne pas. conformément à l'invention, cette difficulté est évitée en constituant la réactance 22 de façon qu'elle ait une self maximun et une capacité répartie minimum, et en empleyant, pour le tube 3, un tube ayant une conductance mutuelle élevée, de préférence du type avec grille de charge d'espace, telle que représentée.
De la sorte, on peut assurer le fonctionnement stable et conti- nu du générateur.
Si l'on choisit de façon convenable les constantes du circuit, et s'i l'on maintient constante la température de l'élément piézoélectrique, la fréquence du générateur reste constante à moins d'un millionième près. Cette fréquence est ainsi pratiquement indépendante de toutes les fluctuations usuel. les de la tension d'alimentation, et des variations des constantes de circuit qui résultent de variations de température ou de déplacements mécaniques im- prévus.
Lorsque le courant, dans le générateur du type décrit, est trans- mis à un circuit de charge, ce circuit réagit généralement sur le générateur et modifie sa fréquence d'oscillations. Cette réaction est minimum lorsque le générateur est accouplé lâchement à la grille dtua amplificateur thermionique interposé entre le générateur et le circuit de débit. Même dans ce cas, cepen- dant, le fait d'accorder le circuit d'anode de l'amplificateur au moyen du condensateur z4, modifie en général la fréquence du générateur de dix à cent millionièmes, par l'effet de la réaction de capacité entre la plaque et la grille de comnande de l'amplificateur.
Par l'emploi d'une grille-écran dispo- sée entre la grille de cor.mande et l'anode, on évite tout danger de rétroaction et la fréquence du générateur est rendue indépendante de la variation des cons- tantes du circuit de débit. les ré-alisations décrites ci-dessus mettent en évidence les principales caractéristiques de l'invention, mais il est clair qu'elles peu- vent être modifiées de bien des façons, en vue de les adapter aux conditions que l'on rencontre, et cela sans sortir du domaine du présent brevet.