<Desc/Clms Page number 1>
DISPOSITIF A DECHARGE COMMANDE PAR DES MOYENS ELECTROSTATIQUES
La présente invention est relative à des additions,changements et- perfectionnements apportés aux tubes à décharge et qui font l'objet du brevet principal et de son addition précédente. Ces tubes sont généralement caractérisés par le fait que la décharge étant amorcée par l'électrode de commande seule, elle ne peut être coupée qu'en réduisant le potentiel d'anode au-dessous d'une cer- taine valeur critique.
On a constaté que, dans certains cas,leurs caractéristiques de commande sont perturbées par des variations sporadiques de la tension entre l'anode et la cathode. Il arrive quelquefois,d'une part, que des variations extrêmes du potentiel d'anode,dues à des phénomènes transitoires,provoquent l'amorçage de la décharge indé- pendamment de la tension sur l'électrode de commande, et d'autre @
<Desc/Clms Page number 2>
part, que des variations de potentiel,insuffisantes par elles- mêmes pour dominer l'effet de l'électrode de comrnande,modi- fient tellement la tension critique d'amorçage que le fonction- nement du tube est considérablement perturbé.
Dans le brevet principal et dans son addition précédente, on a décrit des dispositifs destinés à protéger l'électrode de commande, de telle manière qu'on pallie le premier des in- convénients précités,c'est-à-dire à l'amorçage spontané dû à des tensions transitoires assez fortes.
La présente addition se rapporte plus particulièrement au second inconvénient,dû à des variations de la caractéristique de commande par des tensions transitoires assez faibles; elle a donc plus particulièrement pour objet d'éviter des variations de la tension critique d'amorçage de l'électrode de commande, lorsque le potentiel anodique subit des variations.
La Compagnie demanderesse a constaté que l'application ap- propriée des moyens du brevet principal et surtout de la struc- ture particulière intérieure des tubes, comportant des écrans électrostatiques, thermiques, et mécaniques,permettait égale- ment de combattre les inconvénients de la deuxième catégorie ci-dessus.
L'invention consiste donc essentiellement à protéger manière que l'électrode de commande de l'action des électrodes de/la déchar- ge ne puisse être amorcée que par une tension prédéterminée et toujours constante de l'électrode de commande. Ces moyens de proetection,qui sont analogues à ceux du brevet principal,per- mettent de créer,au voisinage de l'électrode de commande, un champ électrostatique destiné à favoriser l'amorçage de la décharge au moment où le potentiel de l'électrode de commande atteint la valeur critique,indépendamment de toutes variations du potentiel d'anode.
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avantages de l'invention en se référant à la description sui- vante et aux dessins qui l'accompagnent, donnés simplement à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels: @
<Desc/Clms Page number 3>
La fig.l représente en coupe un tube conforme à l'invention ainsi que son circuit de commande, et la fig. 2 est une varian- te.
Sur la Fig.l, on voit une enveloppe scellée 1 en verre, terminée, à son extrémité inférieure, par un pied de lampe 2 comportant une partie aplatie 3. A l'intérieur de l'enveloppe, se trouvent les électrodes principales de décharge, telles qu'une anode 6 et une cathode 7. Cette dernière est à chauffage indi- rect et peut être munie d'un cylindre qui entoure les surfaces émettrices qu'on a représentées schématiquement par une résistan- ce 8 placée suivant l'axe du cylindre.
L'anode comporte un conducteur d'amenée 11; des connexions analogues 13-14-15 sont scellées dans le pied de lampe 3 et con- nectées aux divers éléments de la cathode. Entre l'anode et la cathode et entourant le trajet de la décharge, se trouve l'or- gane électrostatique de commande 17 qui,dans le cas représenté, à la forme d'une pièce annulaire de graphite,portée par un conducteur scellé 18. L'enveloppe est remplie d'argon par exemple, ou de vapeur de mercure dont une petite quantité sous forme d'un petit globule est représenté en 20.
Pour protéger l'électrode de commande 18 du champ électro- statique créé par l'anode 6 et pour éviter par conséquent les variations de la caractéristique de commande du tuben on a prévu des écrans électriquement indépendants,interposés,d'une part, entre l'électrode de commande et l'anode, et d'autre part, entre l'électrode de commande et la cathode. Dans le cas particulier représenté,ces organes sont constitués par deux tubes métalliques 23 et 24 qui entourent l'électrode de commande. Ces pièces tu- bulaires entourent non seulement l'électrode de commande,mais en- core la totalité du trajet de la décharge,ainsi que l'anode et la cathode, de manière à supprimer tout champ de fuite dont les' lignes de force pourraient émaner d'une des électrodes princi- pales.
<Desc/Clms Page number 4>
Les pièces tubulaires 23 et 24 comportent dans ce but des écrans plans 26 et 27 munis de petites ouvertures centrales et fixés de toute manière appropriée. Pour m aintenir chaque écran en position convenable par rapport aux autres électrodes, on a prévu des supports conducteurs 28-29-30-31 montés sur le pied de lampe 2 par des dispositifs de fixation 33 et 34. Cha- que paire de ces supports peut être reliée à un conducteur d'en- trée approprié pour que des potentiels désiras soient appliqués sur les écrans 23 et 24.
On voit que cette structure est analogue à celle du brevet principal,mais que, dans le cas présent,les deux parties du système d'écran sont isolées l'une de l'autre,tout en enfermant d'une façon plus complète les différentes électrodes du tube.
Un mode d'utilisation du tube à décharge décrit est visible sur la fig. 1 où l'on a représenté schématiquement ses circuits extérieurs. Conformément au montage représenté,la cathode est chauffée par un transformateur comprenant un primaire 35 et un secondaire 36. Un potentiel alternatif de valeur appropriée, prélevé sur le secondaire d'un autre transformateur 37, est appliqué en re la cathode et l'anode 6 en série avec un relais par exemple. L'impédance de ce dernier dispositif est repré- sentée schématiquement par une résistance 38 en série avec une résistance 39 montée'en parallèle. avec une inductance 40. Par suite du caractère inductif de cette impédance, des variations transitoires de tension peuvent apparaître entre l'anode 6et la cathode 7, de période à période après amorçage de la décharge.
Pour cette raison,le potentiel à appliquer sur l'électrode de com- mande 17 pour maintenir le dispositif en état constant de conduc- tibilité,après que la décharge a été amorcée peut être considé- rablement différent de celui nécessaire pour amorcer la dite décharge.
On comprendra aisément l'importance de ce fait à l'examen du circuit particulier de commande représenté sur la figure ; il comporte une cellule photo-électrique 48 disposée dans une branche d'un montage en pont, ainsi qu'une source 49 et des résistances
<Desc/Clms Page number 5>
d'équilibrage 50 et 51. Quand la cellule photoélectrique est soumise à des impulsions lumineuses d'une intensité donnée, sa résistance varie, le pont peut être déséquilibré et une tension d'amorçage de décharge est appliquée sur la grille de commande 17 par l'intermédiaire de la résistance limitatrice 52. Le réglage du pont peut être tel qu'une intensité lumineuse pré- déterminée soit nécessaire pourprovoquer l'amorçage de la dé- charge.
Mais si le circuit du tube comporte un relais ou un au- tre organe ayant l'impédance dont la valeur est celle précitée,une réduction de l'intensité lumineuse considérablement inférieure à la valeur produisant l'amorçage du tube peut être nécessaire pour que l'alimentation du relais soit coupée.
Conformément à la présente invention, cet écart,évidemment préjudiciable,peut être évité à l'aide des écrans 23 et 24, en polarisant ces écrans positivement par rapport à la cathode, comme indiqué fig.l. Le tube 24 et sa partie plane 27 sont main- tenus à un potentiel légèrement positif par rapport à la cathode 7 grâce à une source de courant continu 54, alors que le tube 23 est maintenu à un potentiel positif plus élevé par une source supplémentaire 53 en série avec la source 54.
De cette manière,l'électrode de commande 17 est protégée du point de vue électrostatique contre les effets du champ de l'anode 6, et en même temps un damp accélérateur constant indé- pendant de la tension d'anode est maintenu dans la chambre qui entoure l'électrode précitée. Par conséquent,les électrons ex- traits de la cathode 7 sous l'effet de la charge positive ap- pliquée au tube 24,peuvent traverser l'ouverture de l'écran 27, atteindre la chambre d'électrode de commande où ils sont soumis à un potentiel accélérateur défini dont la valeur dépend des tensions relatives des pièces 23 et 24.
Alors que ce potentiel accélérateur n'est généralement pas suffisant pour produire l'io- nisation, sa présence permet toutefois d.'être sûr que, lorsqu' une tension critique prédéterminée est appliquée à l'électrode de commande 17,on fournit une vitesse supplémentaire suffisante aux électrons lents pour provoquer l'ionisation et amorcer la déchar- ge. Cette tension critique est alors indépendante du potentiel
<Desc/Clms Page number 6>
de l'anode 6, pourvu évidemment que ce potentiel soit positif et supérieur au notentiel d'ionisation du milieu utilisé,et il reste constant au cours du fonctionnement normal du tube.
La fig.2 représente une variante de l'invention dans la- quelle les éléments correspondants à c eux de la fig.l ont été désignés par les mêmes numéros de références. Dans cette forme de réalisation,les parois latérales de l'enveloppe sont consti- tuées par deux tubes métalliques 55 et 56 isolés par une bague de verre 57, scellée à ces deux tubes. Dans ce cas,l'électrode de commande 59 est supportée entre l'anode 6 et la cathode 7 par un conducteur 61 scellé à la paroi de la bague de verre.
Les extrémités de l'enveloppe sont hermétiquement fermées par des parois 62 et 63 soudées aux extrémités tubulaires des pièces 55 et 56. Chacune de ces parois comporte des scellements per- mettant le passage des conducteurs d'amenée,et la paroi inférieu- re porte le queusot 66. Comme on le voit,les pièces tubulaires 55 et 56 constituent une partie des parois de la chambre qui entoure l'électrode de commande 59 et qui correspond à la chanbre décrite au sujet de la fig.l Comme dans le dispositif précédent, les écrans 64 et 65 sont interposés respectivement entre l'élec- trode de commande et l'anode, et d'autre part, entre l'électrode de commande et la cathode.
Le circuit d'alimentation représenté fig. 2 évite d'avoir à utiliser des tensions continues de polarisation. Dans ce but, une partie de la tension fournie par le transformateur 70 est appliquée aux bornes d'une résistance potentiomètrique 71 con- nectée en série avec une résistance limitatrice 72. Des frac- tions de la chute de tension dans le résistance 71 sont fournies aux pièces tubulaires 55 et 56 par les connexions 74 et 75,de telle sorte que ces pièces soient chargées positivement par rapport à la cathode, quand l'anode est elle-même positive.
Si on le désire,les valeurs des différentes sections de la résis- tance 71 peuvent être réglées de telle sorte qu'il n'apparaisse qu'une légère tension d'accélération sur les écrans; suivant une
<Desc/Clms Page number 7>
variante, cette tension peut avoir une valeur telle que le po- tentiel de la pièce 55 et son écran associé 65, dépasse la t en- sion d'ionisation du gazde l'enveloppe. Dans ce dernier cas, le tube peut être maintenu à l'état non conducteur grâce à une polarisation négative appliquée à l'électrode de commande 59, et un dispositif de commande 67 (correspondant au circuit de con- mande représenté fig.l) a pour but de supprimer cette polarisa- tion négative pour permettre l'amorçage de la décharge.
Dans ces conditions,la décharge apparaît d'abord entre la cathode 7 et l'écran 55 ou la partie 65 dudit écran ; elle atteint l'anode principale 6 grâce à la résistance suffisamment éle vée 78 insérée dans le conducteur 74.
Pour limiter la valeur de la tension de polarisation ap- pliquée aux écrans à une valeur prédéterminée constante,on peut prévoir un tube à lueur 81 aux bornes de la résistance 71, de faqon à commander le potentiel qui est appliqué à cette derniè- re. Les caractéristiques de ce tube à lueur peuvent être telles qu'il devient conducteur pour une tension définie prédéterminée; après quoi la tension à ses bornes restera pratiquement constan- ,te et légèrement inférieure à la valeur d'amorçage. En consé- quence,la chute de tension aux bornes de la résistance 71 ne pourra atteindre une valeur supérieure à. la chute de tension au) bornes du tube 81,indépendamment des variations de courant entre l'anode 6 et la cathode 7.
Il en résulte que le champ au voisi- nage de l'électrode de commande 59 peut être maintenu pratique- ment constant au cours des périodes pendant lesquelles le tube est conducteur, et dans tous les cas,l'amorçage de la décharge dépendra de l'application,à l'électrode de commande,d'une ten- sion d'amorçage parfaitement définie et qu'on peut déterminer à l'avance.
Les courbes de la fig. 3 mettent en évidence les avantages du tube conforme à l'invention. Sur cette figure, A et B re- présentent respectivement les variations de la tension critique C de grille par ra.nport à la tension d'anode T pour des grilles @
<Desc/Clms Page number 8>
de commande non protégées et protégées respectivement. L'examen de la fig. 3 montre que, d'après la courbe A,une variation consi- dérable du potentiel d'amorÇage correspond à une variation donnée donc du ootentiel d'anode T dans la courbe B; on réalise/l'amorçage indépendamment de la. valeur de T.
Bien qu'on ait représenté et décrit deux formes de ralisation de l'invention, il est évident qu'on'ne désire pas se limiter à ces formes particulières,données simplement à titre d'exemple et sans aucun caractère restrictif et que par conséquent toutes les variantes ayant même principe et même objet que les disposi- tions indiquées ci-dessus,rentreraient comme elles dans le cadre de l'invention.