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" TUEE ELECTRONIQUE A DEUX PLAQUES ET QUELQUES
UNES DE SES APPLICATIONS " la présente invention se rapporte la constitution et aux applications d'un tube électronique comportant une cathode incandescente,une électrode perforée (grille) et 2 plaques; la plaque la plus éloignée de la cathode pouvant d'ailleurs être réalisée soit sous forme .d'une surface pleine, soit sous forme d'un grillage. Les électrodes peu- vent être. cylindriques ou planes. Dans la construction cylin- drique, la cathode peut être constituée par un filament
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rectiligne, par exemple.
La grille peut prendre toutes les formes usitées dans les tubes à 3 électrodes ordinaires; elle est, par exemple, concentrique au filament.
Une plaque pleine et cylindrique, par exemple, (mode) est extérieure à la grille.Enfin une seconde pla- que, pleine ou perforée, est extérieure à la première plaque.
En allant de l'intérieur vers l'extérieur du tube, on ren- contre donc successivement (voit fig. 1):la cathode 1, la grille 2, la plaque pleine ( anode 3) et la seconde plaque pleine ou perforée 4; celle-ci peut avoir des dimensions longitudinales beaucoup plus faibles que l'anode, se réduire à un simple anneau par exemple Dans la plupart des appli- cations de ce tube, on constitue avec les 4 électrodes décrites ci-dessus, deux circuits distincts et n'ayant aucun point commu on les appellera;circuit d'entrée et circuit de sortie,ou circuit de commande et circuit commandé/ans d'autres applications es deux circuits peuvent être couplés magnétiquemetn électrostatiquement ou galviqiue et avoir par conséquent des points communs.
La plupart des applications sont basées sur les pro- priétés des caractéristiques de ce tutie, tracées dans les conditions suivantes:
Le circuit d'entrée comprend la grille et la plaque extérieure, entre lesquelles on établit une différence de potentiel au moyen d'une batterie de piles, par exemple. Le circuit de sortie comprend la cathode, la plaque intérieure (anode), une source de courant continu ( pile) et un appareil de mesure d'intensité de courant. Le pôle négatif de la pile est relié à la cathode et le pôle positif à l'anode.
Dans ces conditions on trouve des"caractérisques statiques"ayant la forme indiquée sur la fig. 2.Ces cour- lec sont tracées en portant abscisses les valeurs de la différence de r-otentiel entre les électrodes d'entrées .(les abesises à gauche de. l'origine correspondant au cas de la
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grille négative), et en ordonnées les valeurs correspondantes du courant d'anode.On a représente 3 courbes, chacune corres- pondant à une valeur déterminée de la ension d'anode.On constate en même temps, en employant ur:
galvanomètre en- sible dans le circuit d'entrée, que le courant dans le circuit d'entrée est toujours nul , quel que soit le sens de la force-électromotrice appliquée [:, ce circuit; ce courant n'apparaît que lorsqu'il y a ionisation des résidus gazeux dans l'ampoule ou lorsqu'il y a émission l'électrons secon- daires par l'anode ou encore lorsque l'anode,suffisamment chaufféepar l'émission du filamentse transforme elle-même en cathode incandescente.Ces trois phénomènes sort sys- tématiquement évités dans la.
plupart des applications, et l'un des avantages importants du tube est précisément l'absence de tout courant dans le circuitde commande.
Le coude supérieur des caractéristiques statiques étant très'brusque et les caractéristiques elles-mêmes sen- siblement rectilignes sur une certaine étendue à partir de ce coude, le tube peut se comporter comms un redresseur (détecteur)idéal entre certaines valeurs de voltage alterna- tif appliqué au circuit d'entrée.On appellera redresseur ou détecteur idéal un appareil tel que:
1 La dépense d'énergie ou puissance réelle dans son circuit d'entrée soit sensiblement nulle.
2 Dans les limites d'emploi, l'une des alternances de la force électromotrice alternative appliquée au circuit d'entrée se trouve totalement supprimée dans le circuit de sortie; l'autre alternance étant transmise intégralement et sans distorsion de l'onde( les valeurs instantanées étant simplement proportionnelles dans les deux circuits).
3 Le onctionent est, dans de larges limites, indépendant de la fréquence de la force électromotrice appli- quée.
Avec le tube objet de l'invention, les trois condi- tions ci-dessus sont tr'ês approximativement satisfaites,si
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l'on réalise la montage de la fig 3,et si le point de fonctionnement choisi est le point A des caractéristiques fig.2.Un choix convenable de métaux constituant la grille et les plaques(choix basé sur la différence de potentiel au contact de ces métaux) permet d'amener le coude brusque drs caractéristi-.ues (point de fonctionnement en détection) aussi près que l'on veut de l'abcsisse Il Zéro (seconde plaque et grille équipotentielles;
d'ailleurs, une batterie de piles dans le circuit d'entrée facilité cette opération, quel que soit le choix des métaux.Dans la. figure 3, 1 est le transformateur accordé de aute fréquence amenant le voltage à détecter,2 la pile de polarisation,3 le trans- formateur 'basse fréquence,4 le récepteur téléphonique pouvant être substitué en transformateur basse fréquence.
Avec un tube convenablement dimensionné, on peut détecter sans distorsion appréciable des voltages consi- dérables et les convertir en courants de basse fréquence d'intensité suffisante pour le branchement direct d'appa-
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reils d'utilisaticn( haut-parleurs de téléphonie à haute fréquence, par exemple) et sans qu'on soit obligé c'ampli fier, après détection, les courants à basse fréquence produits Un récpt radiophonique se compose alors d'un sertain nombre de tubes à vide ordinaires ( ou à deux plaques selon l'invention,montés pour-l'amplification sans distorsion comme il sera indiqué plus loin)amplifiant les potentiels de haute fréquence, et suivis d'un tube à deux plaques, selon l'invention servant de " détecteur de puissance" et action- nant directement un haut-parleur (lequel est, de préférence;
shunté par une petite capacité, pour des raisons bien connues L'invention vise également l'emploi d'un tel tube comme < appareil de mesure et remplaçant le détecteur- ordinaire
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.à capacité shuntée dans les voltmètreo-amplif icateurs et appa- reils analogues, chaque foie que l'on désire mettre à profit
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les proirpétés ci-dessus mentionnées du détecteur idéal.
Pour l'amplification sans distorsion, eonanène le point de fonctionnement approximativement au milieu de la carac- téristique (points B fig. 2) de façon à permettre. les oscillations sensiblement symétriques du courant de sortie, de part et d'autre du point de fonctionnement.On remarque- ra que l'absence de courant dans le circuit d'entrée permet de coupler en parallèle un grand nombre de tubes semblables aussi bien pour l'amplification que pour la détection, sans que le tube précèdent s'en trouve chargé.
La fig 4 représente le schéma d'amplificateur haute ou base fréquence employant les tubes en cascade , avec couplage par transformateurs, (avec ou sans fer).Ce schéma, dans lequel les mêmes organes sont représentés de la même façon qu'è la fig 3 ne nécessite aucune explication.
En disposant un circuit oscillant (bouchon ) dans le circuit de sortie, et une bobine, couplée magnétiquement avec celle de ce circuit oscillant, dans le circuit d'entrée on amorce et on entretient des oscillations comme dans un tube à 3 électrodes ordinaires.Le circuit oscillant peut aussi faire partie du circuit d'entrée et la bobine de cou- plage faire partie du Circuit de sortie.La fi.5 représente le schéma général d'un générateur à 2 circuits oscillants couplés;suivant le but poursuivi on peut supprimer le con- densateur soit dans l'un, soit dans l'autre circuit.
Le même tube peut encore servir de générateur automodu- lateur.Lorsqu'on réalise le schéma de la fig.6 et qu'on entretient des oscillations de haute fréquence,on constate que l'amplitude 1 des oscillation est fonction de la tension continue auxiliaire ve,fourne par la batterie de piles 2 au circuit d'entrée.La. courbe fig 7 représente graphique- mentcette fonction.
On voit donc qu'en réalisant le schéma
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de la fig 6 bis dans lequel on superpose une tension alter- native de basse fréquence à la tension continue définissant le point de fonctionnement ( point A de la courbe 7),on réa-; lice une modulation radiposhiqe ou téléphonique par cou- rant porteur.La courbe étant assimilable à une droite sur une grande partie de son parcours, la modulation ainsi ob- tenue peut être profonde et sensiblement exempte de distor- sion,
l'amplitude de l'onde porteuseétant proportionnelle à l'amplitude de la en si en de basse fréquence appliquée au circuitdantrée.Le point de fonctionnement doit être tel que
Inonde porteuse soit environ moitié de celle obtenue en mete tant en court-circuit les électrodes d'entrée.On voit de plue que cette modulation exige la. production d'une puissant ce à basse fréquence très faible correspondant aux pertes diélectriques dansles supports des électrodes du tube et à l'isolement chmique de ces supports , la puissance réactive absorbée et déterminée par les capacités internes du tube, qui peuvent être très réduites.La faiblesse de la puissance modulatrice nécessaire est un avantage remarqua' ble du mode de modulation préconisé.
La fig 8 représente un autre montage pour la modu lation d'une onde à haute-fréquence; dans ce montage, la grille du tube est utilisée au'si tien pour l'entretien des cscilationque pour leur modulation.
Si l'on réalise le schéma fig.9où l circuit d'en- trée du tube est commande par une andd de haute fréquence (f) et où ln circuit de sortie entretient les oscillations de haute fréquence (très voisine f") la caractéristique de modulation fig 7 'outre que le courant recueilli sera finalementde la. forme:
B Cos 2 (f-f)tCos2 (f+f')t et on auré fialemetn à la sortie du tube deux cndes,l'une
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de fréquence f+f, l'autre f-f'.Qn.réalise donc ainsi très simplement la réception par changement de fréquence -obtenue par modulation.
1qava de soi qu'une simple réception par réaction est toujours possible et qu'à la limite on engendre les oscillations, tout come dans un tube à 3 électrodes ordiani re.