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"LAMPE THERNOIONIQUE"
La présente invention concerne des valves ou lampes thermoioniques pour transmetteurs et récepteurs de T.S.F, ou autres (et plus particulièrement des lampes comportant deux ou plus de deux grilles entre la cathode et l'anode) ainsi que des montages du circuit d'utilisation.
Un premier objet de l'invention est une lampe à grille-écran, d'un type perfectionné convenant à l'amplifica- tion à haute fréquence. Cette lampe comporte une cathode entourée par une grille decommande, une grille à écran et une anode, ces éléments pouvant être cylindriques ou en forme
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de boîtes.
L'anode est entourée par une autre électrode qui forme un écran sur sa surface extérieure et peut avoir la forme d'une grille (spirale, toile métallique ou autre), cette élec- trode étant isolée de la grille à écran proprement dite et guidée ou maintenue à une ou aux deux extrémités de l'ensemble des électrodes, à l'aide d'une matière isolante telle qu'une perle de verre ou un morceau de mica également en contact avec les autres électrodes: Lorsqu'on utilise un morceau de mica, on peut lui donner une forme adaptée à celle de l'ensemble considéré des électrodes, par exemple une forme circulaire pour un ensemble d'électrodes cylindrique . L'électrode extérieure formant écran peut être fixée au moyen de pinces à cette pièce d'écartement en mica.
L'écran extérieur peut être complètement isolé des autres électrodes et de l'appareil, mais il est relié de préférence à un point de potentiel bas et déterminé. Par exemple, il peut être relié électriquement à la cathode de la lampe, soit à l'intérieur de l'ampoule elle-même, soit à l'in- térieur du culot de la lampe. L'écran extérieur pourrait na- turellement être aussi relié à une tige de contact ou borne distincte, la connexion avec le point à bas potentiel étant faite à l'intérieur de l'appareil'. On pourrait aussi réali- ser cette connexion en mettant à. la terre, par exemple par l'enveloppe métallique ou le châssis de l'appareil.
En outre, dans le cas d'une lampe à cathode à chauffage indirect, la connexion pourrait être faite avec le dispositif de chauffage de la cathode, soit à l'intérieur de l'ampoule, soit à l'inté- rieur du culot de la lampe.
Pour occulter plus complètement l'anode, on peut ou utiliser un%plusieurs écrans d'extrémité constitués par
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exemple, par des disques en métal ou autres organes d'occulta- tion reliés de préférence à l'écran extérieur. De cette façon, on peut intercepter les lignes de force passant au delà des extrémités de la grille de commande et se dirigeant vers l'anode.
L'occultation de l'anode peut encore être rendue plus complète à l'aide d'un autre écran disposé entre l'anode et la grille d'occultation proprement dite, cet écran pouvant être relié électriquement à l'écran extérieur, par exemple au moyen des disques d'extrémité. Dans ces conditions, si l'écran ex- térieur et par conséquent l'écran supplémentaire sont reliés à un point à bas potentiel tel que la cathode, on obtient une lampe pentode qui se prête particulièrement bien à l'amplifica- tion à haute fréquence.
L'invention a également pour objet une lampe pentode perfectionnée et des circuits de connexion pour cette lampe.
En général, lorsqu'on utilise des lampes pentodes, on relie la troisième grille (souvent appelée la grille d'étouffement) directement à la cathode pour la maintenir constamment au po- tentiel de la cathode. Il peut parfois être cependant utile de polariser négativement ou positivement la grille d'étouffe- ment ce qui, dans des cas particuliers, permet d'obtenir des résultats avantageux. Conformément à la présente invention, on obtient ce résultat au moyen de résistances ou dispositifs analogues reliant la grille d'étouffement à une autre électro- de de la lampe, ou les résistances ayant une valeur telle que le potentiel de la grille d'étouffement ait la valeur désirée.
La résistance peut être montée à l'intérieur de l'enveloppe de la lampe, dans le culot de la lampe, ou dans lecircuit du récepteur lui-même.
Si la grille d'étouffement est polarisée positivement, il faut toutefois avoir soin de veiller à ce que le potentiel
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de la grille d'étouffement soit inférieur au plus bas potentiel instantané que peut atteindre l'anode, sans quoi la grille d'étouffement ne remplira pas son rôle, qui est d'empêcher le courant de retour des électrons secondaires.
Conformément à une caractéristique de l'invention, la polarisation de la grille d'étouffement estréglée automa- tiquement suivani. les variations du potentiel de l'anode.
Une autre caractéristique de l'invention consiste à relier la grille d'étouffement au dispositif de chauffage d'une cathode à chauffage indirect, d.e façon à ce que le potentiel de la grille d'étouffement reste constant, quelle que soit la polarisation donnée à la cathode. La grille d'étouffement peut être reliée au centre du dispositif de chauffage de la cathod.e à l'intérieur de la lampe, ou à l'une des extrémités de ce dispositif. En reliant la grille d'étouffement au dispositif de chauffage de la cathod.e, on obtient divers avantages, en particulier lorsqu'il s'agit de pentodes ayant des caractris- tiques Mu variables.
Aux dessins ci-joints, on a représenté, à titre d'éxem- ples non limitatifs diverses formes de réalisation de l'objet de l'invention.
Dans ces dessins :
Fig. 1 est une coupe transversale d'un mode de réali- sation de l'invention appliquéà une lampe à grille-écran.
Fig. 2 est une vue d'une variante de lampe à grille- écran.
Fig. 3 est une vue d'une lampe pentode conforme à l'invention.
Fig. 4 est un plan de la partie supérieure de l'ensem- ble dtélectrodes représenté en fig. 3.
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Fig. 5 à 10 représentent schématiquement différents montages des résistances dans les lampes pentodes pour la pola- risation automatique de la grille d'étouffement à un potentiel donné quelconque.
Fig. 11 est une vue d'un dispositif de polarisation de la grille d'étouffement à un potentiel réglé sur les varia- tions du potentiel de l'anode.
Fig. 12 représente schématiquement une variante de la lampe représentée en fig. 3 avec polarisation automatique de la grille d'étouffement.
Fig. 13 à 17 montrent divers modes de connexion de la grille d'étouffement au dispositif de chauffage de la cathode d'une lampe à cathode à chauffage indirect.
Fig. 18 représente encore une autre variante de pentode.
Telle qu'elle est représentée en fig. 1, la lampe 1 comporte un système d'électrodes cylindrique et une cathode 2 à chauffage indirect, une grille de commande 3 et une anode 4.
Entre la grille de commande et l'anode est montée la grille- écran 5 qui peut être reliée à une source de potentiel positif constant et actionnée de toute manière connue ; à l'extérieur de l'anode est montée l'électrode extérieure à écran 6 repré- sentée sous forme de grille. Les électrodes sont portées par des fils de support appropriés au moyen de la pince 7, les fils d'entrée étant reliés aux broches de contact du culot 8 de la lampe. Les fils de l'anode et de la grille de commande sortent à des extrémités opposées de la lampe comme prévu généralement dans les lampes à grille-écran. Au dessin, l'entrée correspon- dant à la grille de commande est reliée à la borne 9 au sommet de la lampe.
L'écran extérieur 6 est représenté relié électriquement @
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à la cathode 12 par le fil 18 qui est également soudé au fil de support de l'écran 6.
Pour assurer l'occultation d'une façon plus complète, un disque métallique 12 est monté à l'extrémité supérieure du système d'électrodes, et relié électriquement à l'écran exté- rieur. Le disque représenté comporte un rebord qui est soudé à l'écran extérieur. Le disque peut être massif ou en forme de grille, mais il est disposé de façon à ne pas avoir de contact électrique avec la grille-écran intérieure, l'ouvertu- re ménagée en son centre étant suffisamment grande pour per- mettre d'établir les connexions avec les autres électrodes sans donner naissance à des courts-circuits.
Les électrodes sont maintenues écartées à leurs ex- trémités supérieures par un disque de mica 11 percé pour lais- ser passer les extrémités supérieures de la cathode et les supports des grilles, les extrémités supérieures de ces élec- trodes étant ainsi maintenues à un Intervalle convenable.
Ces électrodes sont centrées par rapport à l'écran extérieur 6 par le disque de mica qui vient au contact de la surface intérieure de l'écran extérieur; dans l'exemple représenté, le pourtour du disque en mica est en contact avec le rebord mé- nagé sur le pourtour extérieur du disque métallique 12 et dirigé vers le haut. Le disque en mica peut être fixé au disque métallique 12 par des pinces 14 soudées au disque 12 et recourbées par dessus des ouvertures ménagées dans le dis- que en mica.
Les électrodes sont écartées à leurs extrémités infé- rieures par le disque en mica 16 monté dans la coiffe métal- lique 15 fixée à la base de la grille à écran et comportant une feuillure de fixation du disque. L'extrémité inférieure de la cathode traverse ce disque, ainsi que l'extrémité infé- rieure du support de la grille de commande.
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Au lieu de placer le disque en mica au-dessus du dis- que métallique 12, on peut le monter au-dessous de ce disque, ce qui permet de supprimer les pinces 14, car on conçoit que le mouvement du disque en mica vers le haut est empêché par le disque métallique 12 et que le mouvement vers le bas est empêché par les enroulements des grilles 3 et 5. Dans ce cas, les ouvertures pratiquées au centre du disque métallique 12 peuvent être plus petites et avoir la forme représentée en fig. 4, toute possibilité de court-circuit étant empêchée par le disque en mica placé entre les enroulements de la grille et le disque métallique 12.
La disposition représentée en fig. 2 diffère de celle de ' . fig. 1 en ce qu'un disque métallique 12 est monté aux deux extrémités de l'électrode à écran, de telle sorte que les lignes de force passant entre la grille de commande et l'anode à l'extrémité inférieure du système d'électrodes sont aussi interceptées. Dans cette construction, la coiffe 15 et le petit disque en mica 16 sont supprimés, le disque infé- rieur en mica 11 servant à maintenir les électrodes espacées à leurs extrémités inférieures. Le disque inférieur 12 est percé pour laisser passer les fils allant à l'anode.
Aux fig. 3 et 4, on a représenté l'invention appli- quée à une lampe pentode. Dans cette disposition, l'anode est occultée par le fait qu'elle est montée à l'intérieur des élec- trodes occultantes intérieure et extérieure 6 et 13. L'écran 13 est monté entre la grille à écran 5 et l'anode 4. Les ps- paces d'extrémité sont fermés par les pièces métalliques annu- laires 12 qui peuvent être montées soit à l'extrémité supé- rieure seulement, soit aux deux extrémités du système dtélec- trodes. Dans l'exemple représenté, une- pièce métallique de
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ce genre 18 se trouve à l'extrémité supérieure seulement.
Lorsqu'une autre pièce se trouve à l'extrémité inférieure, elle doit être percée pour laisser passer les supports de l'anode 4.
L'ensemble du dispositif à écrans (6, 12 et 13) est relié électriquement à la cathode, au dispositif de chauffage de la cathode, ou à quelque autre point à bas potentiel. Ce dis- positif peut aussi être relié à une broche de contact distincte portée par le culot de la lampe. Les mailles de l'écran 13 doivent être grandes, comme cela se fait d'habitude pour les pentodes, de telle sorte que cet écran n'arrête pas le flux d'électrons allant de la cathode à l'anode et les mailles de cet écran sont de préférence plus grandes que celles de l'é- cran extérieur 6.
Les électrodes sont maintenues écartées à leurs extré- mités supérieures par le disque de mica 11 d'une façon analo- gue à celle qui a été décrite à propos, de la fig. 1, sauf que le disque en mica est monté au-dessous du disque métalli- que 12. A leurs extrémités inférieures, les électrodes sont supportées par la coiffe 15 et le disque en mica 16 ; fois, la construction est un peu différente de celle qui est représentée en fig, l, la coiffe 15 étant reliée électrique- ment à l'écran 13 et non à la grille-écran 5.
La lampe représentée en fig. 3 peut être utilisée comme pentode à haute fréquence.
Lorsqu'on utilise un écran extérieur relié à une on source à bas potentielbtient cet avantage que les électrons qui passent au-delà de l'anode sont renvoyés en arrière sur celle-ci. On peut ainsi, avec ce montage, utiliser une anode en matière perforée ou en forme de grille, qui permet à la chaleur dégagée par la cathode de se dissiper plus facilement.
Il peut être parfois utile de polariser la grille d'étouffement d'une -lampe pentode ; on décrira maintenant
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différentes manières de réaliser cette polarisation. Ces méthodes peuvent être appliquées à un type de lampe pentode quelconque, mais elles sont particulièrement applicables aux lampes pentodes du type représenté en fig. 3.
En fig. 5, la lampe 101 comprend le filament 102, la grille de commande 103, la grille-écran 104 et l'anode 105.
Entre la grille-écran 104 et l'anode 105 se trouve la grille d'étouffement 106 qui a également la forme d'un grillage ou treillis métallique. Dans le fil d'alimentation du filament est montée une résistance 107 ; la grille d'étouffement 106 est reliée au fil d'alimentation par celui des côtés± de la résistance 107 qui est éloigné du filament. Si le fil a est relié au pale positif de la source d'alimentation, la grille 106 sera polarisée positivement par rapport à la cathode, la valeur de la polarisation étant déterminée par la valeur de la résistance 107. Au contraire, si le fil a est relié au pale négatif de la source d'alimentation, la grille d'étouf- fement 106 sera.polarisée négativement.
En fig. 6 la résistance de polarisation de la grille d'étouffement est indiquée en 108 et montée entre la grille d'étouffement et l'un des fils d'alimentation du filament. Le cas échéant, la résistance peut être reliée au milieu du fi- lament, ou bien à la cathode elle-même lorsqu'on utilise une cathode à chauffage indirect . On peut aussi, à volonté, shunter la résistance 108 par le condensateur 109.
Dans le montage de la fig. 7, la polarisation de la grille d'étouffement est obtenue par le potentiel appliqué à la grille à écran 104. Le potentiel de la grille d'étouffement est inférieur à celui de la grille à écran 104, à cause de la ,chute de potentiel dans la résistance 110, et en choisissant
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cette résistance suffisamment élevée on peut rendre le potentiel de la grille d'étouffement 106 inférieur au potentiel instan- tané le plus bas qui puisse être atteint par l'anode.
En fig. 8 on a représenté un montage appliqué à une pentode dont la cathode est à chauffage indirect. Dans cette disposition, la polarisation de la grille d'étouffement est produite par une résistance 122 montée dans le fil allant à la cathode 123, qui est chauffée par le dispositif de chauffa- ge 124. Au dessin, la connexion entre la grille d'étouffement et la résistance 122 est représentée variable, mais elle peut naturellement être fixe. Cette résistance est shuntée par un condensateur 122 ' .
Dans la variante de fig. 9, la résistance est di- visée en trois parties 125,126 et 127, les parties 125 et 127 étant montées en série avec les conducteurs qui aboutissent au filament et la partie 126 reliant directement les deux extrémités du filament. La connexion avec la grille d'étouf- fement est réalisée par le contact variable 128 qui peut être connecté avec un point quelconque des résistances 125, 126 et 127, de telle sorte qu'on peut appliquer à la grille d'étouf- fement toute polarisation voulue, négative, nulle ou positive.
Dans la variante de fig. 10, la grille d'étouffe- ment 106 est reliée à la grille de commande 103 par une ré- sistance 130. La résistance 130 est de préférence inductive, de sorte que la grille d'étouffement est maintenue sensible- ment au potentiel de polarisation à courant continu appliqué à la grille de commande.
En fig. 11 on a représenté encore une autre variante dans laquelle la polarisation de la grille d'étouffement est réglée automatiquement en avec la variation du
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potentiel de l'anode. A cet effet, la grille d'étouffement
106 est reliée à l'anode 105 par une résistance 111 dont la valeur est réglée pour que le potentiel appliqué à la grille d'étouffement soit un potentiel suffisamment inférieur à ce- lui de l'anode afin d'empêcher les électrons secondaires émis par l'anode de retourner à la grille-écran. Lorsque le poten- tiel baisse sur l'anode, le potentiel appliqué à la grille d'étouffement baisse automatiquement, de sorte qu'il est tou- jours inférieur au potentiel de l'anode.
La lampe de fig. 12 est la même que celle de la fig.3, cette dernière étant modifiée de telle sorte que la grille d'étouffement puisse être polarisée à un potentiel donné quel- conque. Les électrodes et les différentes parties de la lampe sont désignées par les mêmes références qu'en fig. 3, la modi- fication étant constituée par le montage de la résistance 20 reliée au fil qui se trouve entre la grille d'étouffement 13 et la cathode 2 et permettant de polariser la grille d'étouf- fement. La connexion est semblable à celle représentée sché- matiquement en fig. 8. La résistance est indiquée comme va- riable, sa valeur pouvant être réglée par le réglage de la vis
21. La résistance est shuntée par un condensateur qui peut être enroulé en spirale autour du corps de la résistance.
On conçoit que les résistances peuvent être connectées de différentes autres manières sans qu'on s'écarte du principe de la présente invention et qu'on peut les choisir à volonté variables ou fixes. La résistance peut aussi être remplacée par un dispositif équivalent, tel qu'une bobine de réaction, ou bien on peut même utiliser un condensateur seul.
Aux fig. 13 à 17 on a représenté différentes manières de maintenir la grille d'étouffement à un bas potentiel en
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la reliant directement ou indirectement au dispositif de chauf- fage de la cathode d'une lampe à cathode à chauffage indirect.
La lampe thermoionique représentée en fig. 13 comporte une enveloppe 101, une cathode 102 chauffée par le dispositif
100 et trois grilles 103, 104 et 106 qui sont respectivement la grille de commande, la grille à écran et la grille d'étouf- fement. 105 est l'anode. La connexion est représentée par- tant de la grille d'étouffement et aboutissant au milieu du dispositif de chauffage 100 de la cathode. Cette connexion peut être réalisée à l'intérieur de la lampe et aboutir au centre électrique approximatif du dispositif de chauffage.
Dans une variante, la connexion peut être faite dans le tube ou dans le circuit extérieur et aboutir à une branche du dis- positif de chauffage.
Dans le cas de fig. 14 qui représente un dispositif analogue, la grille d'étouffement 106 est toutefois reliée au circuit du dispositif de chauffage de la cathode par l'inter- médiaire d'un potentiomètre 131. Ce montage a l'avantage de permettre que la connexion soit faite aisément en un point correspondant au centre électrique du dispositif de chauffage.
Dans le dispositif de fig. 15, variante du dispositif représenté en fig. 13, la grille d'étouffement 106 est reliée au dispositif de chauffage de la cathode par l'intermédiaire d'une résistance 132, qui peut être fixe ou variable. Cette variante a l'avantage que la résistance 132 tend à empêcher un potentiel alternatif d'être appliqué à la grille d'étouffement, même lorsqu'il n'y a pas de connexion avec le centre électrique du dispositif de chauffage. La grille d'étouffement es éga- lement polarisée par la chute de potentiel produite dans la résistance 132.
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Dans les variantes des fig. 16 et 17 la grille d'étouf- fement est reliée au châssis du récepteur qui forme une terre.
Comme le centre de l'enroulement de chauffage du transformateur principal est généralement aussi mis à la terre, la connexion est faite en réalité entre la grille d'étouffement et un point correspondant au centre électrique de la cathode. En fig. 16 cette connexion est établie directement ; la variante de fig.17 comporte une résistance 135 montée dans le fil allant de la grille d'étouffement à la terre. La cathode est polarisée posi- tivement de la façon usuelle par la résistance 133 shuntée par le condensateur 134.
Les dispositifs représentée,,>aux fig. 13 à 17 se prê- tent particulièrement bien à servir de pentode à Mu variable, parce qu'on remarquera que la grille d'étouffement est toujours maintenue à peu près au même potentiel inférieur au potentiel de l'anode, quelle que soit la polarisation appliquée à la grille. Ce résultat est généralement obtenu par une polari- sation positive de la cathode, ce qui fait que, si la grille d'étouffement est reliée à la cathode, comme dans la disposi- tion courante, cette grille a un potentiel plus élevée et elle est moins efficace pour emp@echer les électrons secondaires de se perdre dans le circuit de la grille-écran.
On conçoit que si des résistances sont utilisées dans les dispositifs décrits et représentés aux fig, 13 à 17, ces résistances peuvent être ou variables ou fixes et montées à l'intérieur de l'ampoule en verre de la lampe, dans le culot de celle-ci, ou dans le circuit du récepteur. Elles peuvent aussi être remplacées par des bobines de réaction, des bobines d'induction ou des condensateurs.
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En fig. 18 est représentée une construction particu- lière d'une lampe pouvant servir de pentode à haute fréquence.
Cette construction est semblable à celle représentée à la fig. 1 mais elle comporte une grille d'étouffement supplémen- taire. La lampe 1 comporte un système d'électrodes cylindri- que constitué par la cathode 2 à chauffage indirect, une grille de commande 3 et une anode 4. Entre la grille de commande et l'anode sont montées la grille-écran 5, qui peut être reliée à une source de potentiel positif constant et fonctionner à la manière connue, et la grille d'étouffement 17 qui sert à empê- cher les électrons secondaires émis par l'anode de retourner à la grille-écran à potentiel élevé et de réduire par suite le rendement de la lampe. A l'extérieur de l'anode est montée une autre électrode à écran 6 représentée sous forme de grille.
Les électrodes sont montées sur des supports appropriés au moyen de la pince 7, les fils d'arrivée étant reliés aux bro- ches de contact portées par le culot 8 de la lampe. Le fil d'arrivée à la grille de commande est relié à la borne 9 qui se trouve au sommet de la lampe.
La grille d'étouffement 17 est reliée au centre 19 du dispositif de chauffage 20 de la cathode, qui est représen- té en forme de boucle.
L'écran extérieur 6 est de préférence relié électri- quement à un point de potentiel peu élevé ; dansl'exemple re- présenté, on obtient ce résultat en reliant l'écran à la ca- thode à l'intérieur de la lampe. Comme on le voit au dessin, cette connexion peut être facilement réalisée en soudant le fil de support 18 de l'extrémité supérieure de la cathode au support de l'écran extérieur.
Pour rendre l'occultation plus complète, un disque
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métallique 12 est monté à une ou aux deux extrémités du système d'électrodes, ce disque pouvant être relié électriquement à l'électrode extérieure d'occultation. Ces disques peuvent être pleins ou en forme de grilles, mais ils sont disposés de façon à n'avoir aucun contact électrique avec la grille in- térieure à écran ou la grille d'étouffement. On peut obtenir ce résultat en pratiquant au centre du disque une ouverture de diamètre supérieurà celui de la grille d'étouffement.