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PERFECTIONNEMENTS APPORTES A L'UTILISATION DE TUBES A RECHARGE ELECTRIQUE OU TUBES A GAZ CONDUCTEUR POUR LE CONTROLE DU FONCTIONNEMENT NORMAL
D'UN APPAREIL ELECTROMAGNETIQUE.
L'invention se rapporte à l'emploi de tubes à dcharge électrique ou de tubes à gaz conducteur pour contrôler le fonctionnement normal d'un appareil élec- tromagnétique
Dans les systèmes téléphoniques à. machines commutatrices, les impulsions produites par la manoeuvre d'un disque numérateur, par un abonné ou par une opéra.*' trice, peuvent contrôler le déplacement des commutateurs sélecteurs directement,
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comme par exemple dans les systèmes bien connus à commutateurs sélecteurs du ty@ pas à pas, ou peuvent contrôler des répétiteurs d'impulsions, ou peuvent encore trôler le déplacement d'enregistreurs de chiffres, comme dans les systèmes utili sent des envoyeurs, au bureau central,
par exemple dans les systèmes bien connut à appareils directeurs ou à panneaux. Afin qu'un fonctionnement convenable soit sure sous l'action des impulsions envoyées pour des circuits fermés de grandes i de courtes longueurs,il est essentiel que les appareils, répondant à. ces impulsa soient réglés très exactement et offrent une grande sensibilité. Le but princi de la présente invention est donc de réaliser un appareil de ce genre qui assure sous l'action des impulsions, un fonctionnement plus rapide et plus sûr, pour de circuits fermés ou boucles de grandes ou de courtes longueurs.
On a déjà proposé d'utiliser un tube à décharge électrique ou à gaz conducteur pour répondre aux manoeuvres d'un disque numéroteur ou autres sources d'impulsions, et pour contrôler à son tour un relais qui commande soit l'électro aimant pas à pas d'un commutateur sélecteur, soit un répéteur d'impulsions, ou s encore l'appareil enregistrant les impulsions dues au disque. Le tube à gaz con teur consiste en un tube rempli d'un gaz sous faible pression qui peut consister par exemple en néon, argon, hélium, vapeur de mercure, ou combinaisons de gaz de ce groupe. Le tube a la caractéristique désirable la plus haute pour provoquer u établissement presqu'instantané de la valeur totale du courant d'anode permis pa les conditions du circuit, quand le potentiel de grille est réduit à une certain valeur critique.
Cependant, après que la décharge a eu lieu, la grille ne peut plus avoir aucun contrôle sur le courant anode, tant que le tube n'est pas désamorcé par l'ouverture du circuit d'anode ou par la réduction du potentiel d'anod Cette dernière caractéristique empêche que le fonctionnement du tube soit analog à celui d'un relais magnétique, et elle ne permet pas son application aux circui qui exigent aussi bien un rétablissement qu'une fonction d'établissement.
Le but de la présente invention est d'utiliser un tube à gaz conduc leur pour commander un relais magnétique non polarisé en réponse à des impulsion dues à la manoeuvre d'un disque numéroteur, et pour lequel les meilleures caract ristiques d'un tube de ce genre ainsi que celles d'un tube amplificateur ordinai du type à vide soient combinées dans un même circuit. Par cet arrangement, les changements du courant d'anode sont relativement brusques et représentent un hau
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facteur d'amplification, tandis que la grille maintient le contrôle, étant apte en effet à provoquer la cessation du courant d'anode aussi bien que son établissement.
Le fait principal de l'invention est d'établir un arrangement de circuit pour commander continuellement un dispositif électromagnétique renfermant: un tube à gaz conducteur pourvu d'une anode et d'une cathode; des enroulements du dit dispositif électromagnétique places en série dans le circuit cathode-anode du tube} et un condensateur connecté entre la cathode et les enroulements du dispositif, de telle sorte que quand le tube est en condition voulue pour transmettre, il s'ionise et perd cette ionisation par intermittence, tandis que le condensateur se déchargo et se charge aussi;par intermittence pour actionner et maintenir le disposi- tif actionné.
Dans un tel circuit, le tube rompt et rétablit alternativement le courant à une fréquence relativement haute dans la rangée, par exemple à. une fréquence de deux à trois cents cycles par seconde. De préférence, le relais magnétique non polarisé a deux enroulements, l'un à basse résistance et l'autre à haute résistance.
Ces enroulements sont connectés en série, avec flux 9*ajoutant entre la source de voltage positif d'anode et l'anode du tube, et ils sont associés avec le condensateur de manière que l'un ou l'autre des enroulements soit toujours excita dans la morne direction pendant toute la période d'oscillation. - Celle-ci continue jusqu'à ce que le voltage de grille soit accrû au dessus de la valeur critique, et un demi-cycle après, ou moins, le tube se rétablit et l'oscillation cesse,
L'invention est mieux comprise de la description suivante d'une de ses formes de réalisation montrée au dessin ci-joint.
En général le circuit fonctionne de la manière suivantes La grille du tube est connectée à la branche négative du circuit ou boucle du disque numéroteur, de sorte qu'un voltage négatif est appliqué à la grille. Normalement, le potentiel sur la cathode, qui est pris d'un potentiomètre placé dans le circuit filament, est de quelques volts moindre que le potentiel de la batterie de 48 volts placée au bureau central. La différence de potentiel entre la grille et la cathode est telle que, avec la boucle du disque ouverte ou avec une perte maximum dans la boucle, le voltage de grille est suffisamment négatif par rapport à la cathode pour maintenir le tube bloqué.
L'anode est connectée
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à la terre à travers les enroulements à basse et â haute résistance, reliés en sé rie, d'un relais magnétique non polarisé, la différence entre le potentiel de la cathode et celui de la terre constituant le potentiel d'anode. Un condensateur es aussi connecté dans un circuit de la cathode à travers l'enroulement à haute rési tance du relais, vers la terre, et est aussi chargé normalement. quand la boucle du disque numéroteur est fermée, le voltage de grill est réduit et le tube rompt le circuit, le potentiel d'anode, pour une rupture in tiale, se transmettant à travers les deux enroulements du relais et aussi des pla ques positives du condensateur chargé, vers l'enroulement à basse résistance du r lais.
Au moment de la rupture du tube, le condensateur se décharge à travers le chemin anode-oathode et actionne le relais à travers son enroulement à basse rési tance. Apres que le condensateur s'est déchargé, le circuit de charge de ce conde sateur, à travers l'enroulement à haute résistance du relais, offre un chemin de plus basse impédance que le circuit anode-cathode à travers le tube, et par consé quent le voltage à-travers ce dernier circuit descend à un point pour lequel l'io nisation du tube ne peut être maintenue et le dit tube s'amorce. Aussitôt que le condensateur est suffisamment chargé, le voltage de l'anode s'élève à une valeur suffisante pour amener une nouvelle rupture du tube, pourvu que le voltage de gri le n'ait pas été accrû entretemps.
La rupture et. l'amorçage alternés du tube, ainsi que la décharge et la charge du condensateur, constituent une condition de circuit oscillant qui con tinue jusqu'à ce que le voltage de la grille soit accrd par l'ouverture de la bou cle du disque numéroteur au moment de l'envoi d'une impulsion. La décharge initia du condensateur à travers l'enroulement à basse résistance du relais actionne cel ci, et les charges et décharges successives des circuits, les premières à travers l'enroulement à haute résistance et les dernières à travers l'enroulement à basse résistance, maintiennent le relais actionné, puisque la fréquence des oscillation qui peut être de l'ordre de deux à trois cents cycles par seconde, est assez gran de et que les courants moyens résultants sont assez forts.
quand les contacts du disque ouvrent la boucle et que le voltage de grille est accrû après qu'une rupture du tube a justement eu lieu, cette conditic continue tant que le tube est maintenu au repos par l'effet de shunt du condensa-
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teur et le relais se neutralise après quoi aucune autre rupture n'a lieu pendant tout le temps que les contacts du disque sont ouverts. Si ces contacts s'ouvrent pondant que le tube est au ropou, rien ne ce produit excepta que la, charge du condensateur est complétée.
L'invention peut être plus clairement comprise en se rapportant au des' sin ci-joint.
Ce dessin représente seulement schématiquement les parties nécessaires d'un circuit fermé ou boucle d'un disque numéroteur d'abonné, ainsi que les parties nécessaires d'un circuit à impulsions, pour que l'invention puisse être comprise, Le circuit commandé peut par exemple être celui d'un envoyeur enregistreur d'un bureau central décrit dans le brevet américain 1.862.'549 du 14 juin 1932 accorde à Mr.
R. Raymond. La boucle du disque numéroteur peut être établie de la station de l'abonné vers l'envoyeur par un mécanisme commutateur tel que celui qui est décrit dans le dit brevet; quand l'abonné de la sous-station 100 décroche son récepteur, il est connecté à l'envoyeur de la manière habituelle, la boucle du disque numéroteur étant établie de la borne positive mise à la terre de la batterie du bureau central travers l'enroulement supérieur du relais 101, le conducteur supérieur de la boucle, les contacta du disque lo2, les contacts du crochet commutateur, le conducteur inférieur de la boucle, la résistance 103 et la borne négative de la batterie du bureau central.
Le relais 101 s'excite à travers ce circuit et de la manière bien connue établit la connexion avec une source de signal auditif de manoeuvre du disque, à travers son enroulement secondaire quand l'envoyeur est convenablement placé pour recevoir les impulsions qui résulteront de cette manoeuvre.
L'électrode de contrôle ou grille du tube 104 à gaz conducteur est branchée sur le conducteur inférieur de la boucle à travers la résistance 105.Donc normalement la grille du tube est chargée négativement par le potentiel qui lui est appliqué de la borne négative de'la batterie du bureau central à travers les résistances 103 et 105. Le filament du tube est alimenté par du courant de chauffe provenant de la batterie du bureau central à travers la résistance 106 et le potentiomètre 107, et le potentiel est appliqué à la cathode, laquelle est chauffée oonduotivement du filament à travers la. prise du potentiomètre 108, le potentiel sur la cathode étant normalement de quelques volts inférieur au voltage régulier de 48
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volts de la batterie du bureau central.
Le potentiel sur la cathode est réglé le potentiomètre, de sorte qu'avec la boucle du disque fermée ou avec le maximi de dérivation sur la ligne de l'abonné, le potentiel, au point de contrôle 109 la boucle, qui est déterminé par la chute de potentiel à travers la résistance est suffisamment négatif par rapport à la cathode pour maintenir le tube bloque La différence entre le potentiel de la cathode et la terre constitue le potenti de l'anode, Le condensateur 111 est d'abord chargé dans un circuit passant par borne négative de la batterie du bureau central, le potentiomètre 107, l'enroul ment médias à haute résistance de llo et la terre.
Avant la rupture initiale du be, le potentiel d'anode est fourni par la borne positive ou mise à la terre de batterie du bureau central, à travers les enroulements à haute et basse résista du relais 110 en série, ainsi que des plaques chargées positivement du condensa teur 111 à travers l'enroulement à basse résistance de 110. uand la boucle du disque numéroteur est fermée par l'enlèvement d récepteur du crochet commutateur à la noue-station d'abonné, le potentiel au po 109 devient moins négatif par suite de la fermeture de la dite boucle à travers l'enroulement supérieur de 101, et comme ce point est connecté à la grille du t be, celui-ci peut s'ioniser et compléter le circuit cathode-anode.
Le condensat 111 se décharge alors rapidement à travers l'enroulement à basse résistance de et à travers le circuit cathode-anode du tube.
Aussit8t que le condensateur est déchargé, il offre au courant de batterie un chemin de plus basse impédance à travers l'enroulement à haute réal tance du relais 110 vers la terre, que le circuit cathode-anode à travers le tu amenant ainsi le potentiel sur l'anode à une valeur si faible que le tube ne pe pas maintenir plus longtemps sa décharge et perd donc son ionisation. Après que condensateur est encore entièrement chargé, le potentiel sur l'anode s'élève à valeur suffisante pour provoquer une nouvelle ionisation du tube, le voltage su la grille n'ayant pas été accrû négativement entretemps.
L'ionisation et le ré
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tabliasement altornd du tubo, ainui que la. décharge ot lé charpodu condnnaatour 111 constituent une condition de circuit oscillant qui continue jusqu'à ce que voltage sur la grille se soit accru négativement par l'ouverture de la boucle a commencement de la première impulsion.
Lors de la décharge initiale du condensateur 111 à travers l'enrou
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ment supérieur à basse résistance de 110, ce relais opère pour préparer le circuit ordinaire enregistreur d'impulsions de l'envoyeur et les courants de charge et de décharge qui s'ensuivent, passent à travers le condensateur 111, le premier par l'enroulement médian à haute résistance de 110 et la terre, et le dernier par l'enroulement supérieur à basse résistance de 110 vers le circuit cathode-anode du tube, maintenant le relais 110 excité. La fréquence des oscillations, qui peut être de l'ordre de 200 à 300 cycles par seconde, est assez haute, et les courants moyens passant à travers l'enroulement de commande de 110 sont assez forts pour maintenir le relais excité avec certitude.
Cependant s'il est nécessaire d'assurer le maintien en fonctionnement de 110 pendant les oscillations, un troisième enroulement court-circuité peut être ajouté au relais 110, ainsi qu'il est montré afin de rendre son rétablissement légèrement lent, ou bien le relais peut être '' fait à rétablissement lent de n'importe quelle manière bien connue.
Quand les contacts du disque sont ouverts pour transmettre une impulsion, le point de contrôle 109 est rendu plus négatif, accroissant ainsi le voltage négatif sur la grille du tube 104. Si à ce moment, le tube est dans une condition ionisée, cette condition continue jusqu*il ce que le condensateur 111 soit déchargé et commence à se recharger quand le potentiel anode est réduit à un degré tel que l'ionisation du tube ne peut plus être maintenue. Le tube ne s'ionisera pas à nouveau pendant l'impulsion, bien que la grille du tube soit encore négati-' ve, et par conséquent le relais 110 se neutralise pour transmettre une impulsion aux circuits d'enregistrement de l'envoyeur.
Aussitôt que les contacts du disque sont encore fermés-, le potentiel négatif sur la grille du tube sera. encore réduit et la condition d'oscillation du tube s'établira encore pour réopérer et maintenir le relais llo excité. Si les contacts du disque s'ouvrent pendant que le tube a perdu son ionisation, rien n'a lieu, excepta que la charge du condensateur
111 est complétée, après quoi le relais 110 se libère et reste neutralisé pendant la périoded'ouverture des contacts du disque.
Il est évident qu'il y a toujours un retard d'un demi-cycleà un cycle dans l'achèvement complet des circuits à tra- vers les enroulements de 110, mais avec des fréquences d'oscillation de 200 à 300 cycles par seconde, comme ci-dessus spécifié, un tel retard est permis. La fré- quence d'oscillation est contrôlée d'abord par la valeur de capacité du conden-
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sateur 111 et par lea résistances des enroulements du relais 110.
La. résistance 105 limite le courant de grille, et en combinaison avec le condensateur 112, qui est de-faible capacité, elle forme un circuit filtre pour protéger la. grille contre les effets d'interférence radiophonique, Des expé riences qui ont été faites, on a trouvé que le' contrôle exercé par la grille du tube 104 pour provoquer et pour arrêter le fonctionnement du tube, est très préci
Bien que l'invention ait été montrée et décrite comme appliquée à la réception d'impulsions provenant de la manoeuvre d'un disque numéroteur, dans un envoyeur enregistreur, il est évident qu'elle peut être appliquée par exemple à 1 réception d'impulsions pour tout autre but, ou pour répéter des impulsions transmises.