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Producteur d'oscillations de relaxation.
Sous le nom de "multivibrator" on connaît un dispositif producteur d'oscillations de- relaxation dans lequel sont compris deux milieux de décharge ayant chacun leur grille commandée par l'intermédiaire d'un organe capacité résistance (R.C- glied) à partir du circuit anodique de l'autre milieu de décharge. De tels producteurs d'oscillation de relaxation ont une grande importance, en particulier pour la production de séries d'impulsions telles que celles employées par exemple dans la télévision. Mais on est souvent gêné dans
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leur emploi par le fait que la durée des impulsions produites dépend de la valeur de la tension continue appliquée au producteur d'oscillation de relaxation comme on l'expliquera plus loin.
Pour écarter cet inconvénient, on propose, suivant l'invention, de provoquer au moyen de variations de courait dans l'un et/ou dans l'autre embranchement de décharge, un circuit oscillant dont les oscillations influencent le comportement de l'autre embranchement de décharge ou aussi des deux embranchements de décharge.
On expliquera tout d'abord ci-après en se reportant à la figure I, un mode Sa. d'exécution permettant de produire des impulsions, pratiquement constantes, qui se succèdent à des intervalles de temps dépendant de la tension appliquée au multivibrateur, une self étant montée dans le circuit anodique d'un des milieux de décharge, self qui est en couplage serré avec une self d'un circuit oscillant intercalé dans le conducteur menant à la grille de l'autre milieu de décharge ( lampe).
Sur la figure I, on a désigné par 10 et par II deux lampes dont la première possède dans son circuit anodique une self 12 et une résistance 13, tandis que dans le circuit anodique de la deuxième il y a simplement une résistance 14. Dans le conducteur aboutissant à la grille de commande de la lampe IO se trouve un organe capacité résistance (R C-glied) 15 par laquelle la grille de commande est reliée à l'anode de la lampe II, à la façon usuelle dans les multivibratons, c'est-à-dire par un condensateur 16, tandis qu'une connection est établie par une résistance 17 avec la cathode de la lampe 10.
Dans le conducteur aboutissant à la grille de commande de la lampe II se trouve un circuit oscillant 18 conatitué par une self 19 et un condensateur 20, et en outre on a prévu pour le circuit de grille de la lampe II également, le montage usuel du multivibrator :un condensateur 21 est monté au moyen du conducteur 22 entre la borne positive de la résistance 13 etle circuit oscillant 18,
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tandis qu'une résistance 23 est montée en série avec ce condensateur 21. La résistance 23 est reliée par sa borne inférieure à un potentiel positif, par rapport à la cathode de la lampe II c'est-à-dire au point P de la source de tension continue 24. Il ne sera pas question pour le moment du conducteur 25 indiqué en pointillé entre la plaque supérieure du condensateur 21 et la borne mnférieure de la self 12.
Si, provisoirement, on fait abstraction de la self 12, du circuit oscillant 18 et de l'organe capacité résistance 15, le montage suivant la figure I représente un multivibrator, qui ne diffère du montage connu du multivibrator que par le fait que la borne inférieure de la résistance 23 est positive par rapport à la cathode de la lampe II:
L'organe capacité résistance 15sert à donner à la courbe du potentiel appliqué à l'anode de la lampe II une forme aussi rectangulaire que possible comme on l'a décrit dans la demande de brevet allemand T. 47040 VIII a/ 2le. Mais dans un. multivibrator ordinaire, ce sont , comme on le sait, les courbes représentées par les figures 2a et 2b qui entrent en ligne de compte pour la courbe du potentiel de grille, la figure 2a représentant la courbe de potentiel de grille de la lampe 10 et la figure 2b celle de la lampe II.
Sur les deux figures, les abscisses représentant le temps, et à. partir de la ligne désignée par- O, qui correspond au potentiel à la cathode des deux lampes, on a marqué vers le bas le potentiel de la grille de commande. La ligne pointillée K des deux figures correspond à l'infléchissement inférieur de la caractéristique courant anodique - tension de grille des lampes.
Les deux figures montrent que le potentiel de la grille de commande de la lampe il monte lentement pendant le temps t1', t2 et celui de la lampe IO pendant le temps t2, t3 et qu'au moment t2, le courant est coupé dans la lampe 10, alors que celui dans la lampe 11 prend naissance et que par contre au moment t3 le
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courant anodique de la lampe II disparatt et que celui de la lampe 10 recommence àpasser. Si on relie la borne inférieure de la résistance 23 au potentiel positif, au point P, la figure 2a ne se modifie nullement et la figure 2bdoit être remplacée par la figure 2c dans laquelle l'augmentation du potentiel de grille n'a pas la ligne 0 comme asymptote, mais forme une ligne horizontale , désignée par P qui se trouve au-dessus de la ligne zéro.
1/organe capacité résistance 15 agit, comme il a été dit plus haut, dans le sens d'une accentuation de la verticalité de la courbe d'augmentation du potentiel de grille de la lampe 10 aux moments t1 et t3; toutefois sur la figure 2a, l'augmentation du potentiel est déjà, de toute façon, représentée par une verticale.
Maisàla self 12 prend naissance au moment t1 uné tension qui, sur la figure I, a une direction indiquée par + et par-. Le couplage serré de la self 12 avec la self 19 du circuit oscillant 18 a été choisi de manière qu'à la self 19 il se produise une tension dont la direction est indiquée également par les signes + et -. Ceci conduit à la formation dans le circuit oscillant 18 d'une demi oscillation dont la tension varie suivant la demi-oscillation sinusotdale S représentée sur la figure 3.
L'amplitude A de cette demi-oscillatiop. de tension doit être grande en comparaison de la bande d'émission de la lampe II, ctest-à-dire qu'elle doit être grande par rapport à l'écartement des lignes 0 et K dans le sens vertical sur les figures 2b et 2c .Il se produit donc à la grille de la lampe II d'abord la tension dont la courbe est représentée par la figure 2c, courbe qui correspond au potentiel de la plaque inférieure du condensateur 21, et de plus la tensinn représentée sur la figure 3. Le potentiel total appliqué à la grille de commande est donc la somme des ordonnées des figures 2c et 3.
Si la demi-oscillation agissait seule, suivant la figure 3, sur la grille de la lampe, et si la bande d'émission du tube II était
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petite par rapport à l'amplitude A, la ligne K serait pratiquement intersectée au point où la courbe sinusoïdale passe par zéro. Ce point d'intersection serait indépendant de la valeur de la tension continue de la source 24,parce que l'amplitude A, mais non pas la durée de la demi-oscillation, dépend de la valeur de la tension de fonctionnement. Pratiquement, la position constante de t2 dans le temps existe également encore suivant la figure 2c, compte tenu de la partie qui en revient au potentiel de grille, parce que le potentiel de grille au moment ta a une courbe beaucoup moins verticale que l'oscillation sinusoïdale S.
Il s'ensuit que la courbe du potentiel de grille de la lampe II est constituée par une composante qui, au point de vue du passage par le zéro, est indépendante de la valeur de la tension continue et d'une composante qui, à ce même point de vue, dépend de cette tension continue, qu'on peut toutefois, par un choix convenable de la constante temps du condensateur 21 et de la résistance 23, réduire de telle manière que, pratiquement, elle nentre pas en ligne de compte. La durée t1, t2 c'est-à-dire la longueur des impulsions engendrées à l'anode II, est donc indépendante de la valeur de la tension continue.
Avec la figure 4 à l'appui, on démontrera que dans un multivibrator ordinaire, cette indépendanc.e n'existe pas. On a représenté sur cette figure la courbe de potentiel de la grille de la lampe Il:pour autant qu'elle provient de l'organe capacité résistance 15 et cela pour deux tensions différentes. U1 et U de la source de courant 24, U1 étant supérieur à U2; il est admis ici que la variation de potentiel coïncide, jusqu'au moment t2 avec la tangente originelle.
On voit que la ligne correspondant à la tension U1 coupe la droite K plus tard que celle correspondant à la tension U2 et que, par conséquent, satis le circuit oscillant suivant l'invention, la durée de l' .impul- sion dépend en réalité fortement de la tension.
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Lorsque le potentiel résultant de grille de la lampe II coupe la ligne K suivant les figures 2c et 3, le courant anodique commence à passer par cette lampe. Le courant anodique augmente rapidement, par suite de motifs qui découlent toujours du multivibrator jusqu'à la valeur du courant appliqué à la grille. Il s'ensuit pour le circuit oscillant 18 un dispositif d'amortissement parallèle constitué par la connexion en série de la résistance de la cathode de la lampe II, de la résistance intérieure négligeable de la partie inférieure de la batterie 24 et de la résistance 23. On peut donner à cette dernière une valeur très faible sans modifier la constante temps du condensateur 21 et de la résistance 23, parce qu'on peut à volonté agrandir ce condensateur.
Par cet amortissement parallèle, la deuxième demi-oscillation est fortement amortie, de manière que son amplitude est de beaucoup inférieure à la valeur A et que la troisième demi-oscillation, qui possède de nouveau la même direction que la première demi-oscillation S, a une valeur relativement faible. La résistance 23 peut être choisie si petite qu'à la troisième demi-oscillation, représentée sur la figure 3, le courant anodique de la lampe II subsiste encore.
Quand on relie maintenant la plaque supérieure du condensateur 21, par le conducteur 25 indiqué en pointillé sur la figure I, à la borne négative de la self 12, on obtient à la grille de la lampe II, non seulement la tension sinusoïdale engendrée dans la self 19, mais aussi celle engendrée dans la self 12, qui est appliquée, par l'intermédiaire du condensateur 21, à la grille.
On peut encore améliorer les conditions de fonctionnement du multivibrator suivant la figure 1 en employant comme lampe 10, une lampe à grille-écran, par exemple une penthode.
Ceci permet notamment d'agrandir considérablement la self 12, c'est-à-dire de faire travailler avec une très grande amplitude A le dispositif dans la figure 4, sans qu'on ait à craindre la rupture du courant anodique de la lampe 10.
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L'utilisation d'un circuit oscillant conformément à. l'invention est possible également en combinant avec chacune des deux lampes un circuit oscillant comme on l'a représenté sur la figure 5. Un- multivibrator suivant ce mode d'exécution fonctionne de manière qu'après la fin de la deuxième demi-oscillation ( voir' figure 3), la lampe 10 s'allume de nouveau c'est-à- s dire que dans les deux embranchements de décharge soient engendrée des pulsations d'égale longueur, dont la durée est indépendante de la tension, pour les raisons exposées plus haut.
Au lieu de monter les résistances 13, 14 et la self 12 dans le circuit anodique de récipients de décharge, on peut par exemple les intercaler dans des circuits de grilles- écrans ou, d'une façon générale dans les circuits d'électrodes par lesquelles passe du courant.
Revendications.
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Producer of relaxation oscillations.
Under the name of "multivibrator" we know a device producing de-relaxation oscillations in which are included two discharge media each having their gate controlled by means of a capacitance resistance member (RC-glied) from the circuit anode of the other discharge medium. Such relaxation oscillation producers are of great importance, in particular for the production of series of pulses such as those employed for example in television. But we are often embarrassed in
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their use by the fact that the duration of the pulses produced depends on the value of the direct voltage applied to the generator of the relaxation oscillation as will be explained later.
To avoid this drawback, it is proposed, according to the invention, to cause by means of variations in current in one and / or the other discharge branch, an oscillating circuit whose oscillations influence the behavior of the other branch. discharge or also of the two discharge branches.
First of all will be explained below with reference to FIG. I, an execution mode Sa. making it possible to produce pulses, practically constant, which follow one another at time intervals depending on the voltage applied to the multivibrator, a choke being mounted in the anode circuit of one of the discharge media, which choke is in tight coupling with an inductor of an oscillating circuit interposed in the conductor leading to the gate of the other discharge medium (lamp).
In Figure I, we have designated by 10 and II two lamps, the first of which has in its anode circuit an inductor 12 and a resistor 13, while in the anode circuit of the second there is simply a resistor 14. In the anode circuit. conductor leading to the control grid of the lamp IO is a capacitor resistor (R C-glied) 15 through which the control grid is connected to the anode of the lamp II, in the usual way in multivibratons, c 'that is, by a capacitor 16, while a connection is made by a resistor 17 with the cathode of the lamp 10.
In the conductor leading to the control grid of the lamp II is an oscillating circuit 18 constituted by an inductor 19 and a capacitor 20, and in addition there is provided for the grid circuit of the lamp II also, the usual assembly of the multivibrator: a capacitor 21 is mounted by means of the conductor 22 between the positive terminal of the resistor 13 and the oscillating circuit 18,
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while a resistor 23 is connected in series with this capacitor 21. Resistor 23 is connected by its lower terminal to a positive potential, with respect to the cathode of the lamp II, that is to say to the point P of the DC voltage source 24. For the moment, there will be no question of the conductor 25 indicated in dotted lines between the upper plate of the capacitor 21 and the lower terminal of the inductor 12.
If, temporarily, we disregard the choke 12, the oscillating circuit 18 and the resistor capacitor member 15, the assembly according to figure I represents a multivibrator, which differs from the known assembly of the multivibrator only by the fact that the terminal lower of resistor 23 is positive with respect to the cathode of lamp II:
The capacitor resistor 15 serves to give the curve of the potential applied to the anode of the lamp II as rectangular as possible as has been described in German patent application T. 47040 VIII a / 2le. But in one. ordinary multivibrator, it is, as we know, the curves represented by Figures 2a and 2b which are taken into account for the curve of the gate potential, Figure 2a representing the curve of the gate potential of the lamp 10 and the figure 2b that of the lamp II.
In the two figures, the abscissa representing time, and at. From the line designated by - O, which corresponds to the potential at the cathode of the two lamps, the potential of the control grid has been marked down. The dotted line K in the two figures corresponds to the lower deflection of the characteristic anode current - gate voltage of the lamps.
The two figures show that the potential of the control grid of the lamp rises slowly during the time t1 ', t2 and that of the lamp IO during the time t2, t3 and that at the time t2, the current is cut in the lamp 10, while that in lamp 11 begins and that on the other hand at time t3 the
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the anode current of the lamp II disappears and that of the lamp 10 starts to flow again. If we connect the lower limit of resistor 23 to the positive potential, at point P, figure 2a does not change at all and figure 2b must be replaced by figure 2c in which the increase in the gate potential does not have the line 0 as an asymptote, but forms a horizontal line, denoted by P that is above the zero line.
1 / resistor capacitor member 15 acts, as has been said above, in the direction of an accentuation of the verticality of the curve for increasing the gate potential of the lamp 10 at times t1 and t3; however in FIG. 2a, the increase in potential is already, in any case, represented by a vertical.
But at the self-12 arises at the moment t1 a voltage which, in FIG. I, has a direction indicated by + and by-. The tight coupling of the choke 12 with the choke 19 of the oscillating circuit 18 has been chosen so that at the choke 19 there is produced a voltage whose direction is also indicated by the signs + and -. This leads to the formation in the oscillating circuit 18 of a half-oscillation, the voltage of which varies according to the sinusotal half-oscillation S shown in FIG. 3.
The amplitude A of this half-oscillatiop. voltage must be large compared to the emission band of lamp II, i.e. it must be large compared to the spacing of lines 0 and K in the vertical direction in figures 2b and 2c There is therefore produced at the grid of the lamp II first of all the voltage whose curve is represented by FIG. 2c, which curve corresponds to the potential of the lower plate of the capacitor 21, and furthermore the voltage represented in FIG. 3 The total potential applied to the control gate is therefore the sum of the ordinates of FIGS. 2c and 3.
If the half-oscillation acted alone, according to figure 3, on the grid of the lamp, and if the emission band of tube II was
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small compared to the amplitude A, the line K would be practically intersected at the point where the sine curve passes through zero. This point of intersection would be independent of the value of the direct voltage of the source 24, because the amplitude A, but not the duration of the half-oscillation, depends on the value of the operating voltage. Practically, the constant position of t2 in time also still exists according to figure 2c, taking into account the part which comes down to the gate potential, because the gate potential at time ta has a much less vertical curve than the oscillation sinusoidal S.
It follows that the curve of the gate potential of the lamp II is constituted by a component which, from the point of view of the crossing through the zero, is independent of the value of the direct voltage and of a component which, at this point of view same point of view, depends on this direct voltage, which can however, by a suitable choice of the constant time of the capacitor 21 and of the resistor 23, reduce in such a way that, in practice, it does not come into account. The duration t1, t2, that is to say the length of the pulses generated at the anode II, is therefore independent of the value of the direct voltage.
With Figure 4 in support, we will demonstrate that in an ordinary multivibrator, this independence does not exist. This figure shows the potential curve of the gate of the lamp II: insofar as it comes from the resistor capacitor member 15 and that for two different voltages. U1 and U of the current source 24, U1 being greater than U2; it is accepted here that the variation of potential coincides, up to the moment t2, with the original tangent.
It can be seen that the line corresponding to the voltage U1 intersects the straight line K later than that corresponding to the voltage U2 and that, consequently, satisfying the oscillating circuit according to the invention, the duration of the pulse actually depends. strongly of tension.
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When the resulting grid potential of the lamp II crosses the line K according to Figures 2c and 3, the anode current begins to flow through this lamp. The anode current increases rapidly, as a result of patterns which always flow from the multivibrator up to the value of the current applied to the gate. It follows for the oscillating circuit 18 a parallel damping device constituted by the series connection of the resistance of the cathode of the lamp II, of the negligible internal resistance of the lower part of the battery 24 and of the resistor 23 The latter can be given a very low value without modifying the time constant of capacitor 21 and resistor 23, because this capacitor can be enlarged at will.
By this parallel damping, the second half-oscillation is strongly damped, so that its amplitude is much lower than the value A and that the third half-oscillation, which again has the same direction as the first half-oscillation S, has a relatively low value. Resistor 23 can be chosen so small that at the third half-oscillation, shown in Fig. 3, the anode current of lamp II still remains.
When we now connect the upper plate of the capacitor 21, by the conductor 25 indicated in dotted lines in figure I, to the negative terminal of the inductor 12, we obtain at the gate of the lamp II, not only the sinusoidal voltage generated in the choke 19, but also that generated in choke 12, which is applied, via capacitor 21, to the gate.
It is possible to further improve the operating conditions of the multivibrator according to FIG. 1 by using as lamp 10, a grid-screen lamp, for example a penthode.
This makes it possible in particular to considerably enlarge the coil 12, that is to say to make the device in FIG. 4 work with a very large amplitude A, without having to fear the breaking of the anode current of the lamp 10. .
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The use of an oscillating circuit in accordance with. the invention is also possible by combining with each of the two lamps an oscillating circuit as shown in FIG. 5. A multivibrator according to this embodiment operates in such a way that after the end of the second half-oscillation (see figure 3), the lamp 10 lights up again, that is to say that in the two discharge branches pulses of equal length are generated, the duration of which is independent of the voltage, for the reasons explained above.
Instead of mounting the resistors 13, 14 and the inductor 12 in the anode circuit of discharge receptacles, it is possible, for example, to insert them in grid-screen circuits or, in general, in the circuits of electrodes through which current passes.
Claims.