<Desc/Clms Page number 1>
''PERFECTIONNEMENTS RELATIFS AUX AMPLIFICATEURS ET AUTRES DISPOSITIFS A CELLULE A DECHARGE ELECTRONIQUE"
La présente invention est relative aux dispositifs à décharge électronique et aux amplificateurs et autres appareils comportant de tels dispositifs et plus particulièrement aux dispositifs à décharge électronique du type qui sera dénommé ici "lampes à faisceau électronique". Ce terme est appelé à
<Desc/Clms Page number 2>
dés igner des lampes dans lesquelles un jet ou faisceau confiné d'électrons animés d'une grande vitesse, est projeté d'une manière plus ou moins dirigée depuis une cathode, par opposition aux lampes ordinaires dans lesquelles un simple flux électronique est émis d'une manière plus ou moins diffuse par la cathode.
L'invention a pour but d'établir des lampes perfectionnées à faisceau électronique et des dispositifs perfectionnés comportant de telles lampes et capables de fournir une amplifiea- tion élevée par étage aux hautes fréquences, avec un minimum de réaction indésirable due au couplage électrostatique entre les circuits d'entrée et de sortie.
Le problème de la diminution de la réaction due au couplage capacitif entre les électrodes de sortie et d'entrée d'un dispositif amplificateur à décharge, présente une importance considérable, tout particulièrement dans les amplificateurs haute fréquence. Aussi, dans les amplificateurs à lampes thermioniques ordinaires, a-t-on eu recours à de nombreux expédients en vue de réduire autant que possible un tel effet capacitif entre les électrodes. Par exemple, il a été envisagé d'interposer une grille-écran entre la grille de commande et l'anode d'une lampe thennionique et de compléter l'effet-écran produit par cette grille, par l'insertion de l'ampoule de la lampe dans un écran métallique disposé de manière à constituer pratiquement un prolongement de la dite grille-écran.
De telles dispositions, bien que marquant un progrès considérable par rapport aux triodes ordinaires sans grille-écran, laissent cependant une certaine valeur de couplage capacitif entre les électrodes, valeur qui est suffisamment élevée pour devenir importante aux très hautes fréquences, car, on le conçoit, il y aura fatalement une dispersion de champ sensible à travers
<Desc/Clms Page number 3>
les mailles ou orifices de la grille-'cran. En outre, et vu l'impossibilité d'établir un contact effectif entre l'écran extérieur et la grille-'cran, il reste toujours un espace plus ou moins considérable entre le bord intérieur de l'écran extérieur at le bord extérieur de la grille-écran, cet espace pouvant donner lieu à une fuite de champ sensible.
On conçoit que, plus le taux d'amplification du dispositif à décharge électronique est important, et plus la fréquence appliquée à l'étage correspondant est élevée, plus les effets préjudiciables d'une capacité résiduelle entre les électrodes se feront sentir.
Suivant la présente invention, une lampe à faisceau électronique contient dans son ampoule une anode ou électrode collectrice, un système éjecteur d'électrons destiné à projeter un jet ou faisceau d'électrons vers la dite anode ou électrode collectrice et une électrode de garde ou captatrice constituée par une électrode percée placée du côté éjecteur d'électrons de l'anode et destinée en substance à empêcher les électrons secondaires émis par la dite anode d'atteindre n'importe quelle autre électrode de la lampe et à exercer un effet d'écran entre l'anode ou électrode collectrice et l'éjecteur d'électrons.
Dans la pratique, la dite lampe peut être employée en combinaison avec un écran extérieur s'appliquant étroitement autour de la paroi de l'ampoule, de manière à constituer effectivement le prolongement de l'électrode captatrice.
L'invention est représentée aux dessins annexés, dans lesquels la Fig. 1 est une vue d'élévation en coupe montrant le système d'électrodes d'un mode d'exécution de la lampe suivant l'invention; Fig. 2 est une vue en coupe prise à angle droit par rapport à celle de la Fig. 1 et suivant la ligne A-A de cette dernière Fig.; Fig. 3 est une vue en plan
<Desc/Clms Page number 4>
et en coupe du système montré dans la Fig. 1; les Fig. 4,5, 6 et 7 sont des vues non détaillées et schématiques, représentant des variantes.
Comme montré dans les Fig. 1 à 3, la lampe représentée est constituée par une ampoule E contenant un pied d'encastrement F que traversent les conducteurs allant à toutes les électrodes, sauf celui allant à l'anode ou électrode collec- trice 7, le dit pied supportant le système d'électrodes.
Ce dernier comporte une cathode 4 (à chauffage indirect) disposée concentriquement dans l'intérieur d'une électrode de commande 5 qui est très rapprochée de la cathode et qui présente la forme d'un cylindre pourvu d'une fente étroite 5a dirigée parallèlement à la cathode et s'étendant depuis un point situé près d'une extrémité du cylindre jusqu'à un point situé à proximité de l'extrémité opposée de celui-ci. A proximité immédiate de l'électrode 5 se trouve une électrode accéléra- trice 6 établie en forme d'une plaque plane pourvue d'une fente étroite 6a disposée symétriquement, parallèle à la fente 5& et s'étendant depuis un point situé à proximité d'une extrémité de la plaque,
jusqu'à un point se trouvant près de l'extrémité opposée de cette dernière. A proximité immédiate de l'électrode 6 se trouve une électrode captatrice 8 établie sous forme d'un disque dont le diamètre est presque égal au diamètre intérieur de l'ampoule et qui est pourvu d'une fente 8a disposée symétriquement et pratiquée dans le dit disque sur une longueur égale à une partie du diamètre de ce dernier. On peut éventuellement prévoir une extensions écran cylindrique 8h, comme montré au dessin, l'axe de cette extension passant perpendiculairement par le centre du disque 8, la dite extension étant supportée par le bord de ce dernier disque.
L'anode ou électrode collectrice 7 est située à une distance relativement élevée (compara-
<Desc/Clms Page number 5>
tivement aux autres distances entre les électrodes) des électrodes décrites ci-dessus/et est constituée par une plaque plate supportée par le disque 8 au moyen d'un support constitué par deux fils 7&, 7h réunis par une perle isolante en verre 7c.
Le conducteur de sortie 7d de l'anode traverse l'extrémité de l'ampoule opposée au pied d'encastrement. Lors du fonctionnement du dispositif, un jet d'électrons étroit, en forme de ruban, passera à travers les fentes 5a, 6a et se dirigera vers l'anode 7. GT est la cuvette contenant les moyens renforçateurs du vide, lesquels peuvent être établis sous une f orme quelcon- que connue en soi.
Dans le cas d'une lanpe construite à titre expérimental, comme celle montrée dans les Fig. 1 à 3 et établie de manière à présenter une distance électrode captatrice - anode de 3/8 de pouce (les dimensions montrées dans les Fig. 1 à 3 sont en proportion, à une échelle à peu près correcte), on a appliqué les valeurs suivantes :
Filament : 4 volts 0,3 amp.
Potentiel de l'électrode accélératrice: 20 à 200 volts,, (valeur usuelle 120"140 volts environ).
Potentiel d'anode : 40 à 300 volts (pour assurer le fonc- tionnement sur la partie plate de la caractéristi- que).
Courant anodique maximum: 8 milliampères environ.
Potentiel de l'électrode de commande: 0 à -20 volts;
Conductance mutuelle: environ 0,3 m.a. de courant anidique par volt de tension de grille.
Dans cette lampe, la capacité électrode de commande anode était tellement faible qu'elle ne pouvait pas être décelée par un appareil type normal prévu pour mesurer la capacité grille de commande - anode des lampes à grille"écran
<Desc/Clms Page number 6>
actuelles de construction normale. Les dimensions de l'anode et la distance entre celle-ci et l'électrode captatrice peuvent varier dans des limites considérables sans produire des variations importantes dans le f onctionnement et les caractéristiques de la lampe, c-est-à-dire que ces deux dimens ions sont loin d'être critiques.
La lampe représentée dans les Fig. 1 à 3 peut, dans la pratique, être facilement insérée dans un orifice prévu dans un écran séparant les circuits d'entrée et de sortie associés, de telle manière que le dit écran forme effectivement un prolongement de l'électrode captatrice.
Les Fig. 4 à 7 (lesquelles sont purement schématiques et non établies à échelle) représentent des dispositifs utilisant des lampes dans lesquelles on réalise un contrôle très précis de la capacité électrode de commande-anode, ces lampes nécessitant toutefois des potentiels d'anode beaucoup plus élevés, et/ou fournissant un faisceau de flux électronique fort réduit, comparativement aux valeurs correspondantes relatives aux lampes montrées dans les Fig. 1 à 3. Dans les Fig. 4 à 7, l'ampoule de la lampe présente une forme allongée et étranglée.
Comme montré dans la Fig. 4, l'ampoule formant enceinte de vide présente une partie allongée 1 formant étranglement ou goulot et reliant deux autres parties 2,3 d'un diamètre quelque peu supérieur. Dans la partie 2 se trouvent disposés un éjecteur d'électrons comprenant une cathode 4, un cylindre de Wehnelt 5 ou électrode de commande analogue, entourant la dite cathode, et une anode accélératrice 6 en forme de disque percé, disposée en avant des dites cathode et électrode de commande. L'autre partie de plus grand diamètre de l'ampoule, c'est-à-dire la partie 3, contient une anode 7 qui fait face à l'anode accélératrice 6 de l'éjecteur d'électrons,et une électrode auxi-
<Desc/Clms Page number 7>
liaire (électrode captatrice) 8 disposée devant l'anode 7, c'est-à-dire du côté éjecteur d'électrons de cette dernière.
L'électrode 8, laquelle consiste en un disque perforé ou peut être constituée par une grille, sert à la fois comme écran et comme électrode destinée à empêcher que les électronssecondaires émis par l'anode n'atteignent les antres électrodes. La où le faisceau électronique consiste en un jet rigoureusemert confiné présentant sur toute sa longueur une section pratiquement uniforme, l'électrode auxiliaire peut être constituée par un disque pourvu d'un seul orifice situé d'une manière telle et présentant des dimensions telles que le dit jet puisse la traverser. Toutefois, là où le faisceau d'électrons énergeant de l'anode accélératrice est divergent, l'électrode auxiliaire,.présente de préférence la forme d'une grille.
Les potentiels à amplifier sont utilisés pour moduler le jet ou faisceau électronique de la manière connue en soi. Par exemple, ces potentiels peuvent être appliqués entre le cylindre de Wehnelt et la cathode. Toutefois, on peut également utiliser d'autres méthodes de modulation du faisceau de rayons cathodiw ques, par exemple on peut employer soit des grilles interposées dans le trajet des rayons, soit des électrodes électrostatiques extérieures, pour assurer la modulation, des champs magnétiques appliqués extérieurement pouvant également être utilisés dans le même but.
Le faisceau électronique contrôlé ou modulé traverse entièrement l'étranglement ou goulot 1 de l'ampoule et frappe la plaque ou anode 7 disposée à l'extrémité de l'ampoule opposée à la cathode, donnant ainsi lieu à un passage de courant dans un circuit de sortie approprié quelconque associé avec la dite plaque ou anode. La valeur de ce courant dépendra du flux électronique qui atteint la plaque ou anode et (bien que dans des limites peu larges) des potentiels appli
<Desc/Clms Page number 8>
qués à la dite anode principale ou plaque. Conme on le constat tera, on peut réaliser une amplification très considérable avec un seul étage comportant un dispositif électronique à décharge comme représenté dans la Fig. 4.
Dans la pratique, lorsqu'une lampe telle que représentée dans la Fig. 4 est utilisée comme amplificatrice ou analogue, elle peut être insérée dans un orifice prévu dans un écran métallique extérieur. Une disposition de ce genre est représentée dans la Fig. 5, où l'écran extérieur 9 forme effectivement le prolongement de l'électrode 8. Avec cette disposition, il est possible de prévoir entre l'écran extérieur 9 et l'électrode auxiliaire 8 dont il forme pratiquement le prolongement, un intervalle extrêmement faible - en fait, à paine supérieur à l'épaisseur de la paroi de l'ampoule - et, par conséquent, d'obtenir un très haut degré de faradisation.
Dans la Fig. 5, 10 désigne un circuit d'entrée, et 11 un circuit de sortie, appropriés, l'écran 9 constituant une cloison transversale dans un boîtier de blindage général 12.
Bien que la lampe montrée dans les Fig. 4 et 5 présente une ampoule comportant un goulot ou étranglement, cette dernière conformation n'est pas indispensable, vu: que, lorsqu'on prévoit un éjecteur d'électrons, une anode et une électrode auxiliaire, de petites dimensions, établis d'une manière quelque peu analogue à celle adoptée dans les lampes thermioniques du type dit micro . on peut utiliser une ampoule à parois parallèles, d'un diamètre légèrement supérieur au diamètre du flux ou jet électronique.
Si on le dés ire , et came montré dans la Fig. 6,la concentration du faisceau électronique en vue d'assurer son passage à travers un orifice de faibles dimensions prévu dans l'électrode captatrice 8,peut être favorisée par la prévision
<Desc/Clms Page number 9>
autour de la lampe, d.'un ou plusieurs écrans extérieurs supplémentaires 13, 14, disposés transversalement entre le système éjecteur d'électrons et l'anode, ces écrans supplémentaires étant isolés et maintenus à des potentiels choisis de manière à assurer la concentration voulue, comme il est bien connu en soi.
L'écran ou les écrans utilisés pour la mise en oeuvre de la présente invention peut ou peuvent être et, de préfé- rence, est ou sont constitués, comme montré dans les Fig. 5 et 6, par une ou plusieurs cloisons transversales prévues dans le boîtier de blindage abritant l'ensemble du dispositif à décharge électronique; d'autre part, on conçoit que de tels écrans (par exemple les écrans 13, 14 de la Fig. 6), lesquels sont destinés à être portés à des potentiels fixes (autres que le potentiel de la terre), doivent être isolés du boîtier de blindage.
En outre, si on le désire, et comme représenté dans la Fig. 7, la concentration du faisceau électronique peut être favorisée en enroulant une bobine 15 autour de la lampe, sur une partie de celle-ci située entre l'ensemble éjecteur d'électrons et l'anode,, cette bobine étant disposée de manière à engendrer un champ magnétique de sens unique dont les lignes de force sont sensiblement parallèles à la direction générale du jet ou faisceau électronique. Comme on le sait, une telle bobine parcourue par du courant continu aura tendance à empêcher les électrons d'effectuer les déplacements autres que dans le sens des lignes de force et agira ainsi de manière à astreindre le faisceau électronique à suivre le trajet voulu.
Un pôle de la source de potentiel excitant une telle bobine peut être mis à la terre, ou bien, on peut employer tout autre moyen permettant de soustraire pratiquement le potentiel de la
<Desc/Clms Page number 10>
bobine à l'influence des potentiels de travail variables appliqués aux électrodes du dispositif. La Fig. 7 représente deux écrans extérieurs 9 et 16..
Dans les constructions établies suivant la présente inven- tion et dans lesquelles il est fait usage d'un certain nombre d'écrans disposés en divers points le long du trajet de la décharge électronique, ces écrans peuvent être remplacés par un écran unique fourchu ou subdivisé à proximité de l'endroit où il est traversé par l'ampoule du dispositif à décharge électronique, les branches individuelles de l'écran étant isolées les unes des autres de la manière requise.
REVENDICATIONS.
1- Lampe à faisceau électronique comportant, à l'intérieur d'une enveloppe ou ampoule enfermant l'ensemble, une électrode éjectrice d'électrons destinée à projeter un jet ou faisceau électronique de section déterminée, une anode disposée dans le trajet du dit jet ou faisceau électronique, et, sur le côté de l'anode tourné vers le dit éjecteur d'élec- trona, une électrode de garde ou captatrice percée ou en forme de grille, destinée à empêcher que les électrons secondaires émis par la dite anode ne passent au-delà de la dite électrode captatrice et n'atteignent aucune autre électrode.
2- Une lampe comne revendiqué sous 1 et dans laquelle le système éjecteur d'électrons est disposé à proximité d'une extrémité de l'ampoule, tandis que l'anode et l'électrode captatrice sont disposées près de l'autre extrémité de l'ampoule.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.