BE416975A - - Google Patents

Description

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  Tube électronique. 



     La,   présente invention part de l'idée qu'il n'est pas nécessaire, pour améliorer le fonctionnement d'un tube amplificateur,   d'employer   des grilles intermédiaires supplémentaires mais qu'on parvient au contraire par d'autres moyens plus simples à obtenir une amplification élevée sans phénomène accessoire perturbateur. Les grilles de protection et d'écran ont été introduites pour empêcher la réaction   d'anode   diminuant l'amplification ou l'influence capacitive de la grille de commande;- de semblables grilles doivent être actionnées avec des tensions continues positives et consomment en comparaison du courant utile d'anode, un courant de perte considérable. 

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    On:   a observé. en outre lors de la suite du développement de semblables tubes, la nécessité de 1'introduction d'une autre grille ( grille de retenue)en vue d'éviter le passage d'é- lectrons secondaires entre .L'anode et la   grille-écran.   



   Four   èviter   les,inconvénients des tubes exempts de grille auxiliaire, principalement donc des tubes à trois élec- trodes, on a proposé et employé également d'outres moyens encore. La réaction capacitive de l'anode a été compensée par des montages de neutralisation ou neutrodynes qui consis- taient essentiellement en ce que la grille de commande était chargée par 1' intermédiaire d'une seconde capacité égale à la capacité anode-grille de commande en position de phase et restait par conséquent dans l'ensemble non chargée. La réaction d'anode par suite de l'influence de la résistance extérieure a été   fréquemment   supprimée par couplage à réaction sur la grille de commande elle-même. 



   On a toutefois manqué jusqu'à présent de prescrip- tions pour remplacer ces mesures de montage par des disposi- tions constructives appropriées dans le tube et pour prendre en considération de prime aborda lors de la construction du tube, une utilisation simple au point de vue du fonctionne- ment et du montage du tube électronique à forte amplification. 



   Suivant la présente invention un tube électronique contient outre une cathode K. une grille de   commande G   et une anode A1'une électrode supplémentaire   ± 2 de   disposition telle que la priser de l'anode A1 à travers -la grille de commande G et la prise   0( 2 de   l'électrode supplémentaire A2 à travers la grille de commande ? en chaque point actif de la cathode K sont approximativement dans le rapport de la capacité grille de commande-anode C à la capacité grille
AlG de commande-électrode supplémentaire CA2G (les électrodes avec leurs conducteurs d'amenée entrant en ligne de compte comme armatures de capacité).

   Dans le cas le plus simple et   @   

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 également le plus usuel ces rapports auront la valeur 1, c'est-à-dire que les prises, les capacités et les tensions alternatives de   l'iode   et de   l'électrode   supplémentaire deviennent égales entre elles. Dans L'explication qui suit, ce cas particulier est mis à l'avant-plan; le cas général   s'en   déduit directement. 



   Il faut donc remplir les conditions suivantes : Ó =Ó et C   =   C pour chaque point actif de la cathode. 



   1 2 AIG A2G
On   connatt   des tubes qui, à cause d'une similitude extérieure avec l'objet de la demamde, ne doivent pas être confondus avec celui-ci. On a par exemple décomposé les anodes d'un tube fonctionnant comme redresseur polyphasé pour courant alternatif industriel en groupes consistant en fils individuels et on a disposé   c@ux-ci   de telle façon que les parties d'un groupe se trouvent entra celles des autres groupes; dans ces tubes on ne connaît pas de détails concer- nant le rapport des capacités partielles et celui-ci n'y joue aucun rôle. 



   On connaît en outre d'après la littérature des tubes comportant deux anodes qui sont enroulées en spirale et placées l'une dans l'autre. Le but de cette disposition est d'obtenir une répartition déterminée du courant sur les deux anodes, qui est déterminée uniquement par les rapports géométriques du champ électrique dans l'espace de décharge et des trajets des électrons et n'a rien à faire avec la gran- dour des prises ni les capacités partielles. 



   II est encore à mentionner que des tubes comportant deux grilles enroulées l'une dans l'autre sont connus; à ces tubes on n'imposait toutefois pas la condition de faire naître par des distances appropriées entre les grilles et par rapport aux électrodes voisines, un champ unitaire sur les pièces du tube susceptibles de commande. 

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   Pour être complet, il faut encore mentionner que   l'on   connaît également des montages   neutrodynes   avec tubes à double grille, dans lesquels la capacité entre la grille de commande et   l'anode   est compensée par la capacité natu-   relle   entre la grille de commande et la seconde grille.   On   ne fait toutefois pas usage des possibilités qui résultent de la présente invention du mélange intime des champs de deux électrodes coopérant et du choix de relations de prise déterminées. une disposition qui répond aux conditions imposées ci-dessus est représentée schématiquement à la fig. 1.

   Au- dessus de la cathode K et de la grille de   commande G   sont disposées L'anode A1 et l'électrode supplémentaire Aqui consistent en des éléments identiques entre eux. Les éléments de I'anode A1 désignés par un anneau circulaire et les élé- ments de l'électrode supplémentaire A2 représentés en surfaces circulaires appliquées en noir sont reliés conductivement entre eux.

   On a indiqué en outre en pointillé entre quels
Points les capacités CAIG et C A2G   sont à   mesurer ; par les lignes de champ conduisant des éléments voisins de   l'iode   et de l'électrode supplémentaire chaque fois vers un point de la cathode, et désignées par Ó1' Ó2'   on   a indiqué le sens des données de prise. une disposition telle que celle représentée par exemple   à la   fig. 2a ou   2b   remplirait bien la condition   a AIG   =CA2G et la condition Ó1 =Ó2   Pour   l'ensemble de la cathode, mais pas la condition Ó1 =Ó2 pour chaque point actifindividuel de la cathode, et ne produirait par conséquent pas, comme on l'a montré, la solution du problème posé. 



  Des dispositions telles que celles montrées aux fig. ta et 2b sont exécutables réunies en un seul tube ou bien en deux tubes séparés et sont par conséquent des constructions ne tenant pas compte de l'essence de L'invention. Si l'on applique   en   

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 EMI5.1 
 effet à A. 1 une tension continue positive 3 AI a laquelle est superposée une plus petite tension alternative Z\ JE sintJ1; comme cela correspond à peu près à la tension alternative dans la résistance extérieure, et à   àl 2 une   tension continue négative EA2 qui est un peu .plus grande que la valeur absolue 
 EMI5.2 
 de A 19 et si l'on superpose à celle= 1 -ÔB sin W t il se répartira dans le cas de la fig.

   L sur toute la cathode, 
 EMI5.3 
 a'est-â-dirs pour chacun de ses points approximativement uniformément un champ q7ii se compose de : C( ( [A1 + L1 ± --:5ùn. wk) - 0( C .A + E -c:rc. G7-)=   C q,-I Â.J Il reste   donc   ici simplement les composantes de tension continues de l'influence de l'anode ; le tube a une résistance intérieure de courant alternatif infiniment élevée et est 
 EMI5.4 
 également exempt de réaction capaoitivement, à cause de C   OE . Dans le cas de la fig. Z le champ est, à la ,I('r ' 2' .r mçitié de-gauche de la cathode, proportionnel âQC-F-Q .n.ur à la moitié de droite, proportionnel à-ex") (EA + b,. E.-1-Lrt. 0J). 



    A   droite il ne s'écoule à cause du champ purement négatif aucun courant, à gauche il reste une triode à fonctionnement   normmal.   à résistance intérieure de grandeur finale. Il faut donc une suppression de l'action de champ partant de   ± 1 et     A   dans le voisinage de la cathode, notamment au point dtinver-- sion des électrons avant la cathode pour chacun de ses points, pour éviter une dépendance du courant des tensions alterna-   tives à. A1 et A2' Rien n'est changé à cette corrélation par    l'application de tensions à la. grille de commande. Selle-ci est au contraire la seule électrode de commande efficace du système. 



   Un schéma donné à titre d'exemple pour le tube et le montage est représenté à la fig. 3. Les vibrations reçues d'une antenne   a sont   amenées par l'intermédiaire d'un couplage inductif au circuit de grille du tube R qui contient les éled- trodes représentées à la fig. 1. Le circuit de sortie com- 
 EMI5.5 
 portant les ànàuctivités L et la capacité 0, est placé entye 

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 l'anode   et le électrode   supplémentaire A2 et est subdivisé en courant continu* par les condensateurs de block aB de sorye qu'aux électrodes A' on peut amener des tensions conti-      nues différentes et de polarité   différentes B   et 3 .

   La
AI A2 résistance extérieure peut, comme un l'a représenté, être constituée par un circuit oscillant accordé   arc   par un filtre de fréquence intermédiaire ou par un transformateur. Le rac- cordement et la mise à la terre de la résistance extérieure se font avantageusement en un endroit tel qu'au moins pour une fréquence les tensions alternatives en A1 et A2 sont en rapport inverse des prises correspondantes Ó1   et  2.-   
S'il est ainsi démontré que seule peut remplir les conditions suffisantes une disposition de   A 1   et A2 dans laquelle les champs partant de   A A se   mélangent très      intimement et en particulier donc   la   condition de prise est valable pour chaque point de la cathode,

   une semblable dis- position a encore en même temps cet avantage que les conditions Ó =Ó et C =C sont encore remplies de façon
1 2 ALG A2G satisfaisante lorsque par les défauts se produisant nécessai- rement dans la fabrication, l'expédition et Le fonctionnement ou par des sollicitations mécanico-thermiques, il se produit un déplacement des électrodes l'une par rapport à l'autre. En effet la condition Ó 1 =Ó2 pour chaque point   :de   la cathode
1 2 suppose un enchevêtrement intime des électrodes   A 1   et A2 qui trouve avantageusement son expression constructivement dans la constitution de cette paire   dtélectrodes   en un seul élé- ment de construction. Les fig. 4a et b donnent schématiquement des exemples d'une semblable réunion. 



   A la fig. 4a on a supposé que l'anode A1 et   l'électro-   de supplémentaire A2 consistent chacune en une hélice de fil et sont mises   l'une dans   l'autre de telle façon qu'elles forment ensemble une vis à deux entrées. Les deux électrodes sont maintenues chacune par une tige de retenue, les spires de A étant soudées par point à la tige supérieure H1 et les spires de A à la tige inférieure de H.
2 2 

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 suivant la fig. 4b les électrodes A1 et A2 consis- tent en des fils parallèles dont chacun est relié à celui. situé après le voisin. Les fils sont maintenus par des anneaux isolants situés des deux côtés. 



   La réalisation de la conditionÓ1 =Ó2 pour chaque point de la cathode est particulièrement importante dans les tubes dans lesquels la prise, par exemple le long de l'axe de la cathode, est inégale. Il est alors   avantageux   que la di- rection dans laquelle la prise varie ( par exemple donc l'axe de la cathode ) se croise avec la direction dans la- quelle les éléments de l'anode ou de l'électrode   suppémen-   taire sont disposés. 



   Le cas généralÓ1 =Ó2 ne nécessite pas d'explica- tion après ce qui précède. Il peut jouer un rôle, par exemple dans le cas de l'amplification de fréquence inter- médiaire ou de basse fréquence, dans lequel il importe plus d'amplifierun étage que d'éviter la réaction d'anode par les moyens les plus convenables. 



   On peut indiquer en autre des prescriptions supplé- mentaires de dimensionneme-nt, de réalisation et de montage qui résultent de   l'essence   de l'invention et de T'usage en pratique. La   prisa 0(   sera. choisie aussi grande que possible pour obtenir encore en cas de petites tensions d'anode E
AI et de petite perte d'anode le courant porteur nécessaire. Plus est grande Ó1 et par conséquent Ó plus sera importante
1 également la dissymétrie se produisant en pratique dans le tube et dans le montage, et plus elle empêchera une   compen-   sation complète.. Pour les cas où il est difficile de maintenir la différence des capacités- en-dessous d'une valeur détermi- née, on produirai la compensation finale par une capacité sup- plémentaire.

   Pour assurer l'absence de réaction dans une mesure suffisante il est à conseiller de faire la différence de prise (Ó1-Ó2)<1/5 10-4 formule dans laquelle s désigne la pente des lignes caractéristiques au point de travail et doit 

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 être mesuré en mA/V.   sur   la base de considérations analogues on aura la différence de   capacité Ca@G-CA2G)<1.10-2.   



  Il est encore à mentionner finalement que sous la notion de cathode on envisage principalement une cathode incan- descente émettant des électrons,ce qui n'exclut pas l'em- ploi approprié de l'invention à des éléments remplaçant les cathodes incandescentes, comme des cathodes virtuelles, des points de sortie dans des écrans ou des grilles où les électrons ont approximativement une vitesse nulle, et les éléments analogues à des cathodes dans les tubes à remplis- sage gazeux. 



     Dans   les dispositions décrites ci-dessus on a adjoint à l'anode une électrode supplémentaire et on l'a réunie à celle-ci tellement intimement ou on les a emboîtées l'une dans l'autre aved isolement de telle façon que ces deux électrodes forment des surfaces de potentiel agissant unitairement vers l'extérieur. Une paire d'électrodes ainsi établie doit en concordance avec les propriétés d'un système bipolaire, être appelée une électrode bipolaire.

   Le champ   électrique le   dans le voisinage d'une semblable électrode xyz bipolaire peut à des distances qui sont plus grandes que les distances des électrodes ou de leurs pièces,   maisplus   petites que les distances de n'importe quelles électrodes voisines ou parties susceptibles de commande du trajet d'électrons ( par exemple une cathode virtuelle), être partout, en particulier aussi des deux côtés de l'électrode bipolaire, représenté approximativement par l'expression :

     #xy#=Cxy# (87E1+82E@)   Ici E1   et 9 2   désignent les tensions appliquées aux   deux élé-   ments de l'électrode bipolaire, C une fonction locale et   v v xyz @ des constantes qui caractérisent la participation   de l'électrode considérée au champ électrique total ( constan- tes d'influence d'électrodes). 

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 suivant un développement de la présente invention, une électrode bipolaire est utilisable non seulement comme anode mais aussi   à.   la place d'une grille. La fig. 5a montre l'aspect d'une semblable électrode bipolaire D. Il y a deux électrodes partielles s'engagent l'une dans l'autre en forme de peignes D1' D et qui se recouvrent au moins sur la      longueur q de la'cathode.

   La fig. 5b montre la position de l' électrode bi-poiaire dans un système d'électrodes. K est la cathode, A l'anode et Qi' Q2 des grilles ordinaires. 



   Deux grilles s'engageant l'une dans l'autre en forme de peignes ont été proposées seulement jusqu'à présent pour une application tout à fait différente, savoir pour la déviation transversale des courants de décharge ( de l'anode ou vers l'anode). Dans le cas présent ceci n'est pas envisagé mais est même évité complètement par une étendue suffisamment grande des électrodes suivantes ou par la construction fer- mée. II est à recommander en particulier de faire devenir plus grandes les surfaces, se trouvant perpendiculairement à la direction de décharge, des électrodes bipolaires avec leur numéro d'ordre compté à partir de la cathode, de sorte que chaque électrode saisit avec précision le courant d'électrons que laisse passer   lélectrode   précédente.

   Il est en outre avanta- geux de donner à quelques électrodes ou à toutes les électro- des ou électrodes bipolaires une forme telle, par exemple cy- lindrique, qu'elles enveloppent la cathode. 



   Si l'on a en particuler/ E1/: /E2/=82 et si   E1 positif et E2 négatif, # xyz devient nul à des distances   suffisamment grandes de l'électrode bipolaire, en particulier aussi des deux côtés; l'électrode bipolaire a donc une action électriquement neutre , si l'on   néglige   les points immédiate- ment voisins   d'elle,   dans l'environnement plus éloigné, elle n'agit ni pour commander le courant en dehors de la.prise de courant même, ni capacitivement sur les électrodes voisines et cela vers ses deux cotés uniformément;

   r 

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Si de semblables électrodes bipolaires sont dispo- sées entre d'antres électrodes du tube, on peut les utiliser non seulement pour la séparation des différentes sections de décharge mais aussi comme supports d'antres fonctions,, par exemple comme anodes évacuant la puissance.   Car   bien que les électrodes partielles individuelles de l'électrode bipolaire soient le siège d'une tension alternative elle agit toutefois par rapport à son voisinage comme écran statique. 



   Si,, dans le cas particulier, on fait identiques les électro- des partielles de l'électrode bipolaire et identiques dans les dispositions dans l'espace, c'est à dire si 81= ²;!, et si 
I'on applique les tensions E1 = E10 + ¯ E sin ou Z2 = -E - ¯E sin   @ot  dons lesquelles E est une tension
20 10 continue d'anode relativement élevée ( par exemple 200   voltà),   ¯   $ une   tension plus petite ( par exemple 5   volts}  et 
E20 est un peu plus grand que ¯ E, l'électrode bipolaire agit avec un champ proportionnel (E -E) qui ne contient
10 20 donc plus aucune composante de tension alternative.

     L'élec-   trode   bipolaireest   donc en état d'évacuer une puissance al-   ternative   vu que des électrons se déposent sur l'électrode 
Partielle avec la tension   positive   E20 +¯ E sin   @ot.   Dans le cas de l'électrode bipolaire dissymétrique 81= 82¯E1 et¯E2 doivent varier dans le rapport inverse de 81: 82' pour neutraliser vers l'extérieur la tension alternative. 



   Les deux cas d'application d'électrodes bipolaires, écrans bipolaires et anodes bipolaires, diffèrent seulement par la perméabilité plus ou moins grande aux électrons. La possibilité d'utilisation de l'électrode bipolaire est, d'après ce qu'il a été dit, très variée. La fig.   6   et la fig.7 montrent à titre d'exemples des schémas de tubes, la fig. 8 le montage de principe d'un tube de mélange de fading avec une oscillation auxiliaire à excitation propre. 



   / 

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La fig. 6 représente schématiquement un tube qui contient une cathode K, une anode A et une électrode bipolaire D formée de deux groupes d'électrodes s'engageant l'un dans      l'autre, qui est disposée à la place d'une grille-écran.. Des deux côtés de l'électrode bipolaire D sont disposées des
S grilles ordinaires ( grilles de commande   G  G. 



   1
Dans le tube suivant la   f ig.     7,   on a prévu à la place de la simple anode une électrode double D ; les autres      électrodes sont les mêmes   qu'à   la fige 6. 



   Un exemple de 1'emploi, conformément au montage, d'un tube suivant la fig.   7   est représenté à la fige 8. Il s'agit d'un tube de mélange à oscillation propre dans lequel on produit une oscillation de   superpositiou#et   qui est combiné à une oscillation   d'entré#H   de telle manière que dans le circuit de sortie on peut retirer une fréquence in-   termédiaire LJ,

     comme la fréquence de somme ou de différence de   #    et   #H.   Dans ce but on a raccordé à l'électrode bipolaire D un circuit de résonance accordé sur l'oscillation de   su-          perposition   et   l'on   établit un couplage de réaction inductif sur le circuit de la grille G1.  La.   tension alternative   d'en-   trée   #H fournie   par l'antenne est amenée de la seconde grille de   commande G .  A l'électrode bipolaire Dservant d'électrode      de sortie est-raccordé un circuit de résonance accordé sur la fréquence intermédiaire   #@' à   la sortie duquel la fréquence intermédiaire est envoyée à une autre utilisation. 



     R   e v e n d i c a t ion s . 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. I/ïube électronique comportant au moins les électrodes suivantes: une cathode, une grille de commande, une anode et une électrode supplémentaire, caractérisé en ce que l'électrode supplémentaire forme soit avec l'anode, soit avec une grille une paire d'électrodes, que l'on appelle une électrode bipolaire, qui représente une surface de potentiel agissant unitairement vers l'extérieur. <Desc/Clms Page number 12>

   2/ Tube électronique suivant la revendication I, caractérisé en ce que la prise Ó1 de l'anode à travers la grille de com- mande et la prise Ó2 de l' électrode supplémentaire à travers la grille de commande sur chaque point actif de la cathode sont approximativement dans le rapport de la capaci- té CAIG anode/grille de commande à la capacité C A2G électro- de supplémentaire /grille de commande.

   5/ tube électronique suivant la revendication 2, caractéri- sé en ce que les prisesÓ1et Ó2sont approximativement égales et également les capacités G et C sot approximative- AiG A2G ment égales.

   4/ Tube électronique suivant la revendication 3, caracté- risé en ce que l'anode A1 et l'électrode supplémentaire A sont de conformation analogue et sont disposées avec la même valeur par rapport à toutes les parties actives du tube, en particulier la cathode.

   5/'Tube électronique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'anode A1 et l'électrode supplémentaire A2 repré- sentent un élément de construction fermé en lui-même du tube, qui est déjà assemblé avant l'incorporation dans le tube, par exemple sous la forme de grilles s'engageant l'une dans l'autre comme des peignes et qui sont fixées l'une à l'autre avec isolement, aux extrémités.

   6/'Tube électronique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la différence des prises est Ó1-Ó2#I/S 10-4.

   @ 7/ Tube électronique suivant la revendication 2, caractérisa en ce que la différence des capacités est C AIG -C A2G <I, 10-2 F.

   S/Tube électronique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que pour égaliser le rapport de capacité au rapport de prise, on a prévu un condensateur supplémentaire disposé à l'intérieur du tube, ou du socket, ou de l'appareil.

   3 (S= pente du tube en 10 Amp/volts). <Desc/Clms Page number 13>

   9/Tube électronique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la grille de commande est réalisée avec une hauteur de pas variable ou que d'autres mesures sont prises qui pro- duisent par rapport aux deux électrodes A et A une variatim 1 de même valeur et de même justification de la prise.

   10/Tube électronique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la grille de commande est disposée d'un côté de la cathode en embrassant partiellement celle-ci dans certaines circonstances, et les deux autres électrodes A 1 et A2 sont disposées de l'autre coté de la cathode.

   Il-/'Tube électronique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la sortie de l'anode A1 et de l'électrode supplé- mentaire A est disposée séparément des autres électrodes 2 mais symétriquement par rapport à celles-ci.

   12/Tube électronique comportant une cathode et au moins deux autres électrodes dans le même trajet de décharge, suivant la revendication I, caractérisé en ce qu'entre ou derrière ces électrodes sont disposées des électrodes bipolaires (écrans bipolaires ou anodes bipolaires).

   13/Tube électronique suivant la revendication 12, caractéri- sé en ce que la surface normale des électrodes ou des élec- trodes bipolaires croît avec leur numéro d'ordre ( compté à partir de la cathode).

   14/Tube électronique suivant la revendication 12, caractérisé en ce que quelques électrodes ou toutes les électrodes ou électrodes bipolaires entourant la cathode en surfaces fer- mées, par exemple en cylindres.

   15/ontage dans lequel un tube suivant les revendications 1 à 14 est mis en fonctionnement et dans lequel une résistance extérieure ( circuit oscillant accordé, filtre de fréquence intermédiaire, transformateur ) se trouve entre A1 et A2' caractérisé en ce que le raccordement et la mise à la terre de cette résistance se font de telle façon qu'au moins les ten- sions d'une fréquence en A1 et A2 sont inversement propor- tionnelles au rapportÓ1 à Ó2. <Desc/Clms Page number 14>

   16/Montage suivant la revendication 15, caractérisé en de que la tension continue appliquée à .L'électrode A1 est positive et plus grande que l'amplitude de tension alternative maxima se produisant en A, et la tension continue appliquée à l'électrode A est néga tive et, pour ce qui concerne sa valeur absolue,-plus grande que l'amplitude de tension al- ternative maxima se produisant en A.

   2 17/mOntage suivant la revendication 15, caractérisé en ce que les tensions continues amenées aux électrodes A et A 1 2 sont reliées entre elles par un condensateur.

   18/Montage suivant la revendication 15, caractérisé en ce que les tensions continues amenées aux électrodes A et A 1 2 sont reliées entre elles par deux condensateurs placés en série, dont le milieu est mis à la terre.

   I9/ Montage de tube de mélange, moyennant l'emploi d'un tube suivant la revendication I, comportant une cathode K, deux grilles de commande G1 et G2 ainsi que deux électrodes bipolaires D , D , caractérisé en ce qu'à l'une des électrodes S A bipolaires Dest raccordé un circuit accordé sur la fréquence de superposition, circuit qui est couplé à réaction sur la grille de commande G située entre l'électrode bipolaire et la cathode, en vue de la production de l'oscillation de superposition, qu'a la grille de commande G suivant cette 2 électrode bipolaire l'oscillation de réception est amenée, et qu'à la seconde électrode bipolaire D faisant suite à A celle-ci la fréquence intermédiaire est soutirée.